AVALIAÇÃO DO USO DA MORINGA OLEÍFERA LAM PARA ... · zorayde lourenÇo de oliveira avaliaÇÃo...

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2010 zorayde lourenço UFPE 2/1/2 Zorayde Lourenço AVALIAÇÃO DO USO DA MORINGA OLEÍFERA LAM PARA FITORREMEDIAÇÃO E TRATAMENTO DE LIXIVIADOS DE ATERROS SANITARIOS.

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2010 

zorayde lourenço 

UFPE 

2/1/2 

 

 

 

 

 

Zorayde Lourenço 

AVALIAÇÃO DO USO DA MORINGA OLEÍFERA LAM PARA FITORREMEDIAÇÃO E TRATAMENTO DE LIXIVIADOS DE ATERROS

SANITARIOS.

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS

PROGRAMA DE PÓS–GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

 

 

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

AVALIAÇÃO DO USO DA MORINGA OLEÍFERA LAM PARA FITORREMEDIAÇÃO E TRATAMENTO DE LIXIVIADOS DE ATERROS

SANITARIOS.

Zorayde Lourenço de Oliveira

 

 

 

Recife, PE

Agosto, 2010

 

 

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ZORAYDE LOURENÇO DE OLIVEIRA

AVALIAÇÃO DO USO DA MORINGA OLEÍFERA LAM PARA FITORREMEDIAÇÃO E TRATAMENTO DE LIXIVIADOS DE ATERROS

SANITARIOS

Orientador: Prof. Silvio Romero De Melo Ferreira

Co-orientadora: Profa Marília Regina Costa Castro Lyra

Dissertação submetida ao Programa de Pós-

Graduação Em Engenharia Civil da Universidade Federal

de Pernambuco como parte dos requisitos necessários para

a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil.

Área de Concentração: Geotecnia ambiental.

Recife, PE

Agosto, 2010

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O48a Oliveira, Zorayde Lourenço de.

Avaliação do uso da Moringa oleífera Lam para fitorremediação e tratamento de lixiviados de aterros sanitários / Zorayde Lourenço de Oliveira. - Recife: O Autor, 2010.

xix, 124 folhas, il : figs.

Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Pernambuco. CTG. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, 2010.

Orientador: Prof. Silvio Romero de Melo Ferreira.

Inclui Bibliografia e Apêndice.

1. Engenharia Civil. 2.Geotecnia Ambiental. 3.Lixiviado - Tratamento. 4.Metais Pesados. I. Título.

UFPE

624 CDD (22. ed.) BCTG/2010-219

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Dedico

A Deus, autor da minha vida,

fonte de amor e luz em minha caminhada.

Ofereço

À Minha Mãe, minha fiel amiga por me dar forças

em todas as etapas da minha formação sempre

disposta a tudo por mim.

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AGRADECIMENTOS

A Deus autor da minha vida que permitiu vencer mais essa etapa.

Aos meus pais, Sebastião e Nilza, e meu irmão, Alexandre que sempre estiveram ao

meu lado direta e indiretamente para conclusão desse trabalho.

A Israel pelo carinho, apoio e momentos de descontração durante o desenvolvimento

desse trabalho.

Ao orientador professor Silvio Romero pela paciência e serenidade, apoio e

contribuições durante o desenvolvimento deste trabalho.

A minha co-orientadora Marília Lyra e seu esposo Professor Aleixo pela amizade,

confiança e valiosas contribuições durante o desenvolvimento deste trabalho.

Ao Professor José Fernando Thomé Jucá, pela oportunidade de utilizar o laboratório

do Grupo de Resíduos Sólidos (GRS/UFPE) contribuindo para o desenvolvimento dos

experimentos e análises laboratoriais

Agradeço ao diretor do DEN – professor D. Rômulo pelo apoio ao desenvolvimento

dos experimentos e analises laboratorial

Aos amigos do DEN - Dário, Geraldo, Tiago, Carla e Samantha, pela atenção e

esclarecimentos sobre as análises em laboratório.

Agradeço aos amigos Miguel, Saul e Kelma pela atenção, apoio e pelas discussões

técnicas e que facilitaram esta caminhada, sobretudo a Janaina e Lêda, cujas

Contribuições e atenção foram primordiais nesta importante etapa da minha formação.

Aos funcionários Sr Severino (Biu) e Antonio Brito, obrigado pela colaboração e

apoio durante o desenvolvimento deste trabalho.

Aos professores do Mestrado de geotécnica pelas contribuições. A todos do GRS: Aldecy, Eduardo Lins, Suianne, Ingrid, Regia, Erica e Natalia pela troca de informações e aprendizado durante o período de desenvolvimento da pesquisa.

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Á Maria Alice Vasconcelos da Silva, da UFRPE pela contribuição valiosa e prestativa

para conclusão deste trabalho.

Á Andrea, secretaria na pós-graduação, pela atenção e ajuda.

A todos da Administração do Aterro da Muribeca pelo atendimento e informações fornecidas durante o período de desenvolvimento da pesquisa.

A Ceça do Laboratório de Microbiologia da UFPE e a Ana do LEAQ – UFPE por toda atenção e pelas discussões técnicas A Aldênio e Dr. Clênio do LABFERT pelo profissionalismo e atenção. A PROPESQ por financiar parte das análises desta pesquisa. A ONG (COMSEF/ACTIONAID) da qual faço parte e aos agricultores (as) pela doação das sementes de Moringa A todos que contribuíram direta ou indiretamente para a elaboração deste trabalho.

Muito Obrigada!

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xvii

AVALIAÇÃO DO USO DA Moringa oleífera Lam PARA FITORREMEDIAÇÃO E TRATAMENTO DE LIXIVIADOS DE ATERROS SANITÁRIOS. Zorayde Lourenço de Oliveira Orientador: Prof. Sílvio Romero de Melo Ferreira Co-orientadora: Profa Marília Regina Costa Castro Lyra RESUMO Um grande problema encontrado no gerenciamento dos resíduos urbanos diz respeito ao tratamento de lixiviado produzido, que pode contaminar o solo, lençóis freáticos e leitos dos rios, gerando um forte impacto ambiental. A Fitorremediação é uma técnica complementar aos métodos convencionais de tratamento da água e solo por apresentar potencial para tratamento in situ, sendo economicamente viável. Objetivo deste trabalho é estudar em laboratório o uso de uma espécie florestal na recuperação de solo contaminado e no tratamento de lixiviado de aterro sanitário. Para avaliar o potencial da fitorremediação foi utilizada a espécie florestal Moringa oleífera Lam, em fase de muda, os processos de absorção e translocação dos metais das raízes para as partes aéreas e sua distribuição nos diferentes tecidos foram analisados. O experimento foi realizado em casa de vegetação, os tratamentos constituíram-se de solo Natural (SN), da barreira de empréstimo do aterro, e Solo Contaminado por resíduos sólidos urbanos da célula experimental da Chesf (SC), Composto orgânico e lixiviado do aterro controlado da Muribeca. Cada tratamento teve seis repetições. As variáveis estudadas foram: No solo, os atributos químicos, físicos e concentração dos metais pesados e na planta: altura, diâmetro do caule, biomassa e absorção de metais da raiz e parte aérea. Após 120 dias as mudas foram coletadas, separadas os tecidos vegetais, secas em estufa e moídas para análises. Para avaliar a eficiência do extrato da semente da Moringa no tratamento do lixiviado foram utilizadas dosagens de 12,5 g/L; 25; 26; 50; 62,5 e 75 g/L de extrato de Moringa, através dos ensaios Jartest. Os resultados da biomassa da Moringa em lisímetros e vasos apresentaram altas concentrações de Fe, Mn e Zn, na parte aérea e na parte radicular das plantas do solo Contaminado, a Moringa, teve alta taxa de crescimento, produziu muita biomassa e sistema radicular excelente. A Moringa em lisímetros e vasos acumulou grandes quantidades Zn em concentrações maiores do que as encontradas no solo, características de plantas acumuladoras. Os resultados das dosagens do extrato da semente de Moringa apresentaram taxas de remoção para Cor (96%) Turbidez (82%) e Coliformes (97%). A dosagem de 37,5g/L apresenta maior eficiência para o pré-tratamento do lixiviado, no entanto, o extrato da Moringa não se mostra eficiente na remoção de DQO e DBO. Existe viabilidade da espécie Moringa oleífera Lam de recuperar solo contaminado por resíduos sólidos urbanos através da Fitorremediação, bem como potencial de suas sementes, na forma de extrato, para o pré-tratamento do lixiviado de aterros sanitários. Palavras-chave: Moringa, Metais pesados, Solo, Lixiviado, Tratamento de Lixiviado

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xix  EVALUATION OF THE USE OF Moringa oleífera Lam FOR PHYTOREMEDIATION AND TREATMENT OF LEACHATE FROM LANDFILL SITES. Zorayde Lourenço de Oliveira Adviser: Prof. Silvio Romero de Melo Ferreira Co-adviser: Profa Marília Regina Costa Castro Lyra ABSTRACT A major problem encountered in the management of the urban waste concerns to the treatment of leachate produced, which can contaminate soil, groundwater and river, causing a strong environmental impact. The phytoremediation is a complementary technique to conventional methods of the water and the soil treatment for presenting potential to treatment in situ, being economically viable. The goal of this work is to study in laboratory the use of a forest species in the recovery of contaminated soil and treatment of landfill leachate. To evaluate the potential of phytoremediation was used forest specie Moringa oleífera Lam in seedling stage, as well as the processes of absorption and translocation of metals from roots to aerial parts and their distribution in different tissues were analyzed. The experiment was conducted in a greenhouse, the treatments consisted of natural soil (NS), the barrier loan from the landfill, and soil contaminated by urban residual waste from Chesf experimental cell (SC), organic compounds and leache from the controlled landfill of Muribeca. Each treatment had six replicates. The variables studied were: the chemical and physical attributes and the concentration of heavy metals on the soil. In the plant the treatments were: height, stem diameter, biomass and uptake of metals from roots and aerial part. After 120 days the seedlings were collected, the plant tissue was separated, dried and ground for analysis. To evaluate the efficiency of the Moringa seed extract in the treatment of the leachate were used dosages of 12.5 g/L, 25, 26, 50, 62.5 and 75 g/L of extract of Moringa by Jartest. The results of the Moringa biomass in lysimeters and pots showed high concentrations of Fe, Mn and Zn in the aerial part and root in the contaminated soil. The Moringa had high growth rate, good amount of biomass and excellent root system. The Moringa in the lysimeter and vessels accumulated large quantities of Zn at higher concentrations than those found in soil, characteristics of the accumulating plants. The results of the measurements of the Moringa seed extract showed removal rates for Color (96%) Turbidity (82%) and Coliforms (97%). The dosage of 37.5 g/L has a higher efficiency for the pretreatment of the leachate, however, the extract of Moringa is inefficient in the removal of COD and BOD. There are viability of the specie Moringa oleífera Lam by phytoremediation to recuperate soil contaminated by solid waste and potential of their seeds in extract form, for pre-treatment of landfill leachate. Keywords: Moringa, Heavy metals, Soil, Leachate, Leachate Treatment

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SUMÁRIO Lista de Figuras...............................................................................................................xii

Lista de Tabelas..............................................................................................................xiv

Lista do Apêndice...........................................................................................................xvi

Resumo..........................................................................................................................xvii

Abstract ..........................................................................................................................xix

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO......................................................................................1

1.2 JUSTIFICATIVA........................................................................................................2

1.3 Objetivos......................................................................................................................4

1.3.1 Objetivo geral...........................................................................................................4

1.3.2 Objetivos específicos................................................................................................4

1.4 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO..........................................................................5

CAPÍTULO 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA...............................................................6

2.1 Fitorremediação........................................................................................................... 6

2.1.1 Mecanismo da Fitorremediação.................................................................................6

2.1.2 Pré-requisitos para utilização da fitorremediação......................................................8

2.1.3 Potencialidades e limitações da fitorremediação.......................................................9

2.1.4 Remediação de solos contaminados por metais pesados.........................................11

2.1.5 Aplicações da fitorremediação.................................................................................12

a) Fitoextração ........................................................................................................12

b) Fitoestabilização..................................................................................................13

2.2 Resultados obtidos com a fitorremediação................................................................14

2.2.1 O potencial de espécies florestais nativas na fitorremediação...............................16

2.2.2 Viabilidade Econômica da Fitorremediação...........................................................17

2.3 Uso da Moringa oleífera Lam..................................................................................19

2.3.1 Características da Moringa oleífera Lam...............................................................20

2.4 Emprego no tratamento de água e efluente...............................................................22

2.5 Metais Pesados e sua Toxicidade no Solo................................................................26

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2.5.1 Efeitos dos metais pesados sobre as plantas .........................................................28

2.6 Tratamento...................................................................................................................29

2.6.1 Geração do lixiviado.................................................................................................29

2.6.2. Tratamento do Lixiviado.........................................................................................30

2.6.3 Tipos de tratamento..................................................................................................32

a)Recirculação do lixiviado......................................................................................32

b)Processos biologicos aerobios e anaerobios.........................................................32

c) Tratamento físico-químico...................................................................................33

d) Air Stripping........................................................................................................35

e) Processos Oxidativos Avançados.…..…………………............................…….35

f) Processos de Separação por Membranas...……………...................…………....36

g) Processos com Sistema bioquímico.…...……....................................................36

2.6.4 Caracterização e Parâmetros Físico-químicos e Microbiológicos..........................37

CAPÍTULO 3. MATERIAL E MÉTODOS....................................................................40

3.1Coleta das amostras de Solo, Lixiviado, Moringa oleífera Lam e Composto orgânico................................................................................................................................41

3.1.1Coleta das amostras de solo.....................................................................................41

3.1.2 Coleta das amostras dos Lixiviados .......................................................................44

3.1.3 Coleta e Preparação da Moringa oleífera Lam para os experimentos..................45

3.1.4 Coleta do Composto orgânico...............................................................................47

3.2. Ensaios de Caracterização Física e Química antes e após experimentos................47

3.2.1 Caracterização do lixiviado do aterro.....................................................................48

3.3. Experimento em casa de vegetação.........................................................................49

3.3.1 Dispositivo experimental da casa de vegetação....................................................49

3.3.2Instalação dos lisímetros.........................................................................................49

3.3.1 Preparação..............................................................................................................49

3.3.2 Descrição dos tratamentos.....................................................................................51

3.3.3 Condução da Moringa nos lisímetros e vasos .......................................................51

3.3.4 Coleta e análises químicas realizadas nos lixiviados obtidos dos lisímetros, vasos e

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análise de metais pesados realizados nos tecidos vegetais......................................53

3.3.5 Análises estatísticas para o crescimento de planta, biomassa da parte área e raiz e macronutirentes ..............................................................................................................53

3.4 Experimento de Laboratório - Ensaios de Jar test.....................................................54

CAPÍTULO 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES.........................................................56

4.1 Caracterização Física e Química dos solos antes e após os experimentos ..............56

4.1.1 Caracterização Física dos solos antes e após experimentos ..................................56

4.1.2 Caracterização Química do Solo............................................................................60

4.2 Condução da moringa em lisímetros e vasos..........................................................68

4.2.1 Crescimento em altura e Número de folíolos .......................................................71

4.2.2 Avaliação do Diâmetro do caule da Moringa oleífera Lam em Lisímetros e vasos durante a condução do experimento em casa de vegetação...........................................74

4.2.3. Avaliação da Massa seca da parte aérea (MSPa) e raiz (MSR)...........................75

4.2.4 Avaliação dos Metais pesados nos tecidos vegetais da moringa..........................77

4.2.5 Avaliação dos Teores de nitrogênio fósforo e potássio nos tecidos vegetais da Moringa.................................................................................................................................80

4.3 – Análise do Lixiviado ...............................................................................................83

4.4 Características das amostras do lixiviado utilizadas nos testes de Tratabilidade do lixiviado com extrato da semente de Moringa oleífera Lam................................................84

4.4.1 Pré-teste e testes utilizados para o tratamento do lixiviado.................................86

a) Resultados do Pré-teste 1............................................................................................86

b) Resultados para os Testes 1 e 2 ................................................................................88

4.4 Análises de Coliformes Totais e fecais......................................................................94

4.4.3 Sólidos totais, sólidos voláteis, sólidos fixos.........................................................96

4.4.4 Metais do lixiviado do Aterro e após tratamento com diferentes dosagens do extrato de sementes de moringa............................................................................................97

CAPÍTULO 5. SÍNTESE DOS PRINCIPAIS RESULTADOS CONCLUSÃO E SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ..............................................................99

5.1 CONCLUSÕES............................................................................................................102

5.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS.......................................................102

CAPÍTULO 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................103

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xii

Lista de Figuras Figura 2.1 Esquema Mecanismo e Fisiologia Vegetal da Fitorremediação de solos contaminados com Metais pesados ....................................................................................08 Figura 2.2 Esquema dos mecanismos de Plantas Hiperacumuladoras ............................14 Figura 2.3 Árvore da Moringa oleífera Lam (a) e Vagens (frutos) (b) flores (c) e sementes (d) da Moringa oleífera Lam.......................................................................…....…....……21 Figuras 2.4 Estrutura de glucosinolato presente na semente de Moringa..........................24 Figura 2.5 Dinâmica dos metais pesados do solo.............................................................27 Figura 2.6 Lagoa de Estabilização....................................................................................31 Figura 2.7 Interações físicas, químicas e biológicas num aterro de RSU .........................37 Figura 3.1 Localização da Central de Disposição Final de Resíduos Sólidos Urbanos da Muribeca, Recife - PE.........................................................................................................41 Figura 3.2 Vista aérea do aterro sanitário da Muribeca, Recife – PE................................42 Figura 3.3 Croqui da disposição da coleta das amostras de solo da célula experimental da Chesf do Aterro da Muribeca. Caminhamento em zigue-zague para coleta de amostras de solo. ................................................................................................................................... 43 Figura 3.4  Coleta do Solo para montagem do experimento..............................................44 Figura 3.5 Coletas das amostras do lixiviado proveniente da caixa da entrada do Efluente localizada na estação de tratamento do Aterro da Muribeca..............................................44 Figura 3.6 Ponto de coleta do lixiviado da estação de tratamento do Aterro da Muribeca..............................................................................................................................45 Figura 3.7 Fluxograma de Preparo do extrato da semente de moringa............................46 Figura 3.8 Pesagem das sementes de Moringa oleífera Lam (a) Trituração das sementes com o uso de um pilão até se obter um pó (b).....................................................................46 Figura 3.9 Germinação da Moringa no solo natural (a) mudas de Moringa com 15 dias de germinação em sacos de polietileno(b)...............................................................................50 Figura 3.10 Aparato experimental composto de estação lisimétrica e vasos com 60 dias de germinação .........................................................................................................................50 Figura 3.11 Condução do experimento nos lisímetros e vasos (a) altura das mudas em lisímetros e (b) altura das mudas em vasos.........................................................................52 Figura 3.12 (a) Avaliação do diâmetro do caule e (b) irrigação dos lisímetros com água......................................................................................................................................52 Figura 3.13 Equipamento de ensaio de coagulação utilizado nos testes (Jar-test).............54 Figura 4.1 Curva granulométrica do solo barreira de empréstimo da Muribeca (a) Solo Natural antes e após no (b) Topo e na (c) Base...................................................................58 Figura 4.2 Curva granulométrica do solo contaminado da célula experimental (CHESF) de resíduo da Muribeca (a) Solo contaminado antes e após no (b) Topo e na (c) Base......................................................................................................................................59 Figura 4.3 Curva granulométrica do solo contaminado da célula experimental (CHESF) de resíduo da Muribeca após percolado por lixiviado das amostras dos vasos.....................................................................................................................................60 Figura 4.4 Resultados das análises de Índices físicos do solo...........................................65

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Figura 4.5 Desenvolvimento da Moringa durante a fase experimental. (a) Moringa no solo natural e (b) Moringa no solo contaminado irrigados com água........................................68 Figura 4.6 Desenvolvimento da Moringa durante a fase experimental no experimento em vasos irrigado com lixiviado................................................................................................69 Figura 4.7 Raiz das mudas de Moringa nos tratamentos com (SNAL) solo natural, (SCAL) solo contaminado e (SCLV) solo contaminado irrigado por lixiviado bruto.....................................................................................................................................70 Figura 4.8 (A) Raiz da muda de Moringa oleífera Lam do solo natural com 0,67 m (lisímetro 1), (B) Raiz de solo Contaminado (lisímetro 12), (C) Medição da Raiz com aproximadamente 0,72 m (lisímetro 8) ...............................................................................70 Figura 4.9 Número de folíolos em lisímetros e vasos (A), Altura da Moringa oleífera Lam em lisímetros e vasos (B) referentes ao experimento conduzido em casa de vegetação..............................................................................................................................72 Figura 4.10 Diâmetro do caule da Moringa oleífera Lam em lisimetros (A) e Diâmetro da Moringa oleífera Lam em vaso (B) durante a condução em casa de vegetação..............................................................................................................................74 Figura 4.11 Produção de matéria seca da parte aérea (folíolos e caule) total (MSA), de raízes (MSR), das mudas de Moringa oleífera Lam em cada tratamento.............................................................................................................................76 Figura 4.12 Lixiviado coletado para análise aos 30, 60, 90 e 120 dias. (a) Solo natural e solo contaminado (b) solo natural e solo contaminado irrigado com lixiviado................................................................................................................................83Figura 4.13 Cor das amostras após tratamento com diferentes dosagens do extrato de sementes de Moringa............................................................................................................86Figura 4.14. Seqüência de operações para realização dos ensaios de tratabilidade no Jar-test. (a) lixiviado bruto antes de iniciado o tratamento (b) adição das dosagens dos extratos de semente de moringa e mistura a 120 rpm (c) Decantação por uma hora (d) Lodo gerado pelo pó (e) coleta das amostras para analises (f) mudança de cor visualmente...........................................................................................................................87Figura 4.15 Variação de pH do lixiviado bruto após tratamento com diferentes dosagens do extrato de sementes de moringa......................................................................................88 Figura 4.16 Variação da turbidez e Cor do lixiviado bruto após tratamento com diferentes dosagens do extrato de sementes de moringa para Testes 1 e 2 ..........................................89Figura 4.17 Médias e o desvio padrão da DQO e DBO dos testes 1 e 2............................91

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xiv

Lista de Tabelas Tabela 2.1 Vantagens e limitações da Fitorremediação ................................................10 Tabela 2.2 Espécies vegetais que apresentam capacidade acumulativa para metais......15 Tabela 2.3 Custo da Fitorremediação (biorremediação rizosférica) utilizando-se raízes de gramíneas comparadas a outras possíveis alternativas tecnológicas..........................18 Tabela 2.4 Composição química das sementes de moringa...........................................23 Tabela 2.5 Vantagens e desvantagens do uso da semente de moringa como coagulante........................................................................................................................24 Tabela 2.6 Classificação de alguns elementos de acordo com a toxicidade na fauna e flora..................................................................................................................................26Tabela 2.7 Teor de metais normal no solo e nas plantas e suas concentrações criticas .........................................................................................................................................29 Tabela 2.8 - Valores Orientadores para Solos (mg/kg peso seco)..................................29 Tabela 2.9 - Fases da degradação da matéria orgânica dos resíduos sólidos de aterros sanitários Composição química das sementes de moringa..............................................38 Tabela 2.10 - Modalidades de destinação final de RSU por localidade e tipo de tratamento de lixiviado....................................................................................................39 Tabela 3.1. Parâmetros determinados e métodos empregados nas análises..................48 Tabela 3.2- Descrição dos tratamentos...........................................................................51 Tabela 3.3- Etapas e Dosagens de Coagulante da Moringa oleífera Lam por Tratamento.......................................................................................................................55 Tabela 4.1 - Curva granulométrica , Limite de Liquidez e Indice de plasticidade dos solos antes e após experimentos no topo e base de lisímetros e após os ensaios em vasos................................................................................................................................57 Tabela 4.2 - Caracterização química do solo antes e após condução do experimento em casa de vegetação. ...........................................................................................................61Tabela 4.3 - Características químicas do composto orgânico.........................................64Tabela 4.4- Índices físicos do solo ...............................................................................65 Tabela 4.5 – Resultados das análises de metais no solo dos tratamentos antes e após experimentos ..................................................................................................................66Tabela 4.6 - Média das alturas das plantas de Moringa oleífera Lam nos lisímetros durante a condução do experimento................................................................................71 Tabela 4.7 - Média das Alturas das plantas de Moringa oleífera Lam nos vasos durante a condução do experimento.............................................................................................71 Tabela 4.8 - Massa seca em gramas da parte aérea e das raízes das plantas de Moringa oleífera Lam referente ao experimento conduzido em casa de vegetação......................75 Tabela 4.9 - Resultado da análise de metais pesados nos tecidos vegetais da moringa para os tratamentos de solo natural (SNAL) e solo contaminado (SCAL) em Lisímetros. .........................................................................................................................................77 Tabela 4.10 - Resultado da análise de metais pesados nos tecidos vegetais da moringa cultivada nos Vasos........................................................................................................79

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Tabela 4.11 - N, P, K em Kg da folha de Moringa (Moringa oleífera Lam) referente ao experimento conduzido em casa de vegetação em vasos e lisímetros.............................80 Tabela 4.12 - N, P, K em Kg do caule de Moringa (Moringa oleífera Lam) referente ao experimento conduzido em casa de vegetação................................................................81 Tabela 4.13 - N, P, K em Kg da raiz de Moringa (Moringa oleífera Lam) referente ao experimento conduzido em casa de vegetação em vasos e lisímetros.............................82 Tabela 4.14 – Resultados das analises físico-química aos 30 e 120 dias de incubação nos lisimetros e vasos ao final do experimento respectivamente....................................84 Tabela 4.15 Características das amostras do lixiviado utilizadas nos testes..................85 Tabela 4.16 - Teste de Tukey dos resultados referentes aos parâmetros Cor e Turbidez com a utilização do extrato de Moringa oleífera Lam em relação ao Afluente bruto.................................................................................................................................90 Tabela 4.17 - Teste de Tukey dos resultados referentes aos parâmetros DQO e DBO com a utilização do extrato de Moringa oleífera Lam em relação ao Afluente bruto.................................................................................................................................93 Tabela 4.18 - Comparativo dos resultados da análise laboratorial do Afluente tratado com extrato de Moringa oleífera Lam em relação ao Afluente bruto.................................................................................................................................93 Tabela 4.19 - Resultados das análises laboratoriais do afluente tratado com extrato de Moringa oleífera Lam para efeitos microbiológico de Coliformes totais (A) e Coliformes fecais (B) ......................................................................................................94Tabela 4.20 - Número máximo de bactéria do grupo coliforme termotolerantes permitido para lançamento nos rios. ...............................................................................95 Tabela 4.21 Resultados dos (ST) sólidos totais, (SV) sólidos voláteis, (SF) sólidos fixos para o lixiviado bruto e para as diferentes dosagens do extrato da Moringa usada no tratamento do lixiviado do Aterro da Muribeca..............................................................96 Tabela 4.22 Resultados das análises de metais do lixiviado bruto e após tratamento com diferentes dosagens do extrato de sementes de Moringa.................................................97 Tabela 4.23 Concentrações de metais pesados de acordo com os padrões de lançamento de efluentes do CONAMA 357/05 (mg/L)......................................................................98

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Lista do Apêndice

Apêndice 1.....................................................................................................................123

Apêndice 2.....................................................................................................................124

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CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

Em decorrência da gravidade dos impactos causados ao meio ambiente e a

humanidade pela contaminação e prejuízos ambientais provocada por resíduos sólidos

urbanos, que comprometem alguns ecossistemas com a poluição do solo, águas

superficiais e subterrâneas, esses passaram a ser motivo de estudos em todo mundo.

Muitos países, inclusive o Brasil, fiscalizam a operação de vários setores geradores de

resíduos contaminados quanto aos procedimentos de descarte e acomodação destes

resíduos.

O método de disposição final de resíduos sólidos urbanos, mais utilizado, é o

aterro sanitário, onde a forma de disposição dos resíduos ocorre dentro de critérios de

engenharia e normas operacionais específicas e o lixiviado (líquido de coloração cinza

escuro com forte odor fétido, decorrente das reações físicas e químicas a que os

materiais depositados estão sujeitos e da ação de microorganismos na decomposição da

matéria orgânica presente em elevada concentração nos resíduos sólidos urbanos),

gerado e encaminhado a sistemas de tratamento. Há também a condução e queima dos

gases gerados durante o processo de bioestabilização da matéria orgânica (BIDONE,

1999a).

Um dos grandes problemas encontrados no gerenciamento de aterros sanitários

de resíduos urbanos diz respeito ao tratamento do lixiviado produzido que pode

contaminar o solo, lençóis freáticos e leitos de rios, podendo gerar um forte impacto

ambiental. O lixiviado de aterros sanitários geralmente contém altas concentrações de

compostos orgânicos, nitrogênio amoniacal e freqüentemente contêm altas

concentrações de metais pesados e sais inorgânicos (GARCIA et al , 1997).

O uso de plantas para remediar os solos contaminados é uma alternativa de

grande potencial. Esta tecnologia conhecida como fitorremediação, utiliza plantas e sua

microbiota para a revegetação e descontaminação do solo e da água que se acumula

nele, a retenção e absorção do contaminante impedem a contaminação do solo e

contribui para proteção do meio ambiente.

Na fitorremediação, as plantas auxiliam removendo, retendo, transferindo,

estabilizando os metais pesados presentes no solo. A fitoextração emprega plantas

hiperacumuladoras para remover os metais do solo pela absorção e acúmulo nas raízes e

na parte aérea. Estas plantas são capazes de tolerar, absorver e translocar altos níveis de

certos metais pesados que sejam tóxicos a qualquer outro organismo.

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No caso dos lixiviados de aterro sanitários uma alternativa de tratamento é a

utilização dos processos de coagulação/floculação e precipitação os quais são

empregados para a remoção de compostos orgânicos não biodegradáveis e de metais

pesados encontrados no lixiviado de aterro sanitários. Atualmente os coagulantes

químicos são os mais empregados para o tratamento do lixiviado (NUNES et al , 2004).

No que diz respeito aos coagulantes naturais, a solução preparada com as

sementes da Moringa oleífera Lam tem se mostrado bastante efetiva como agente

coagulante (N’DABIGENGESERE et al, 1995; MUYIBI et al, 2002). Os

coagulantes/floculantes naturais têm demonstrado vantagens em relação aos químicos,

especificamente em relação à biodegradabilidade, baixa toxicidade e baixo índice de

produção de lodos residuais. Pesquisas sobre a utilização da semente da Moringa

oleífera Lam como coagulantes/floculantes naturais, estão sendo conduzida em vários

países (DA SILVA et al, 2003).

No entanto, na maioria dos países, e, sobretudo no Brasil, são poucos os estudos

sobre a tolerância de espécies florestais tropicais em solos contaminados com metais

pesados, e o uso do sistema solo-planta visando à recuperação de áreas contaminadas.

Diante disto formulou-se a hipótese de que a espécie florestal Moringa oleífera Lam

pode ser usada em programas de Fitorremediação de solos contaminados com metais

pesados e no tratamento de lixiviado de Aterro Sanitário. Para testar a hipótese

formulada a presente pesquisa teve por finalidade estudar em laboratório e casa de

vegetação a possibilidade de utilização da espécie florestal Moringa oleífera Lam na

Fitorremediação de solo contaminado com metais pesados e no tratamento de lixiviado

de Aterro Sanitário.

1.2 JUSTIFICATIVA

A contaminação do solo ocorre por intermédio da infiltração dos líquidos

percolados (lixiviado), líquido proveniente da umidade natural e da água de constituição

presente na matéria orgânica dos resíduos, dos produtos da degradação biológica dos

materiais orgânicos e da água de infiltração na camada de cobertura e interior das

células de aterramento, somado a materiais dissolvidos ou suspensos que foram

extraídos da massa de resíduos. (PROSAB, 2009). O lixiviado possui elevada carga de

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poluentes orgânicos e inorgânicos e, ao entrar em contato com o solo, pode modificar

suas características físicas, químicas e biológicas (ACCIOLY E SIQUEIRA, 2000).

A tecnologia da fitorremediação emprega plantas com o objetivo de remover

elementos nocivos. E uma técnica viável, de baixo custo se comparada a outros tipos de

remediação convencionais de remoção física da camada contaminada do solo, ou

bombeamento e tratamento de águas. Empregada em grandes áreas contaminadas,

permitindo a realização de tratamento in situ, menos agressivo ao meio ambiente.

Quanto aos metais pesados, a fitoextração pode ser empregada na recuperação de solos

contaminados (KHAN et al, 2000). Não é um processo novo, tendo já sido empregado

há 300 anos na Alemanha para o tratamento de esgoto municipal (CUNNINGHAM et

al, 1996).

No Brasil, o desenvolvimento da técnica de fitorremediação, praticamente não é

aplicada e ainda é desconhecida pela grande maioria dos pesquisadores, apesar da

existência de muitas áreas potencialmente contaminadas que nunca foram sequer

investigadas (SANCHEZ, 2001).

Dentre os coagulantes químicos são usados os sais de alumínio e de ferro, sendo

o sulfato de alumínio um dos mais utilizados. No entanto, muitos estudos apontam o

alumínio como possível indutor do Mal de Alzheimer (SILVA, 1999).

A descoberta do uso da polpa das sementes Moringa oleífera Lam como

polímero natural para purificação de água, a um custo menor que do tratamento químico

convencional, constitui uma alternativa da mais alta importância (SILVA, 2005).

Neste contexto é fundamental o desenvolvimento de processos eficientes e de

relação custo-benefício adequado para o tratamento do lixiviado. Desse modo, a

pesquisa de alternativas tecnológicas, poderá proporcionar melhoria das condições de

tratabilidade do lixiviado, ao se empregar o uso da semente da Moringa oleífera Lam

como coagulante natural no processo de tratamento de lixiviado, bem como a

contribuição da espécie florestal Moringa oleífera Lam na redução, de metais pesados

no solo de Aterros Sanitários.

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1.3 OBJETIVOS

1.3.1 OBJETIVO GERAL

Investigar a possibilidade de uso da espécie florestal Moringa oleífera Lam para

recuperação de solo contaminado e tratamento de lixiviado de aterro sanitário.

1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Avaliar a contribuição da espécie florestal Moringa oleífera Lam na redução, de

metais pesados no solo contaminado de aterro sanitário.

• Avaliar o potencial das sementes de Moringa oleífera Lam, na forma de extrato,

para o tratamento e na remoção dos metais pesados do lixiviado do aterro

Muribeca.

• Verificar a absorção de metais pesados de solos contaminados do aterro da

Muribeca por plantas da espécie Moringa oleífera Lam.

• Analisar a interação físico-química do solo com fluido contaminante.

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1.4 ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO

A dissertação está dividida em capítulos assim estruturada

No Capítulo 2, apresenta-se uma revisão bibliográfica sobre os temas

diretamente relacionados com a pesquisa, relatando o conceito e mecanismos

envolvendo o uso da fitorremediação utilizando a espécie da Moringa oleífera Lam para

remoção de metais em solo contaminado, a aplicação do extrato da semente de Moringa

como tratamento natural do lixiviado, metais pesados e sua toxidade no solo, os

principais aspectos do lixiviado de aterros sanitários e seu tratamento.

No Capítulo 3, está descrita a caracterização da área de estudo e os materiais e

métodos experimentais utilizados nesta pesquisa, tanto para a caracterização do solo

natural e do solo contaminado do aterro sanitário, do experimento desenvolvido na casa

de vegetação do Departamento de Energia Nuclear, bem como dos ensaios laboratoriais

empregados no decorrer do trabalho.

No Capítulo 4, os resultados obtidos são discutidos, o desempenho da espécie

Moringa na remoção de metais pesados presente no solo do aterro da Muribeca é

analisado e também e analisado o efeito do extrato da semente da Moringa no

tratamento do lixiviado do aterro.

No Capítulo 5, estão apresentadas as principais conclusões e as recomendações

para futuras pesquisas.

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CAPÍTULO 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Fitorremediação

A fitorremediação é uma técnica promissora que objetiva a descontaminação ou

remediação de áreas contaminadas (solo e água), utilizando-se como agente de

descontaminação plantas para remover, conter ou tornar inofensivos os contaminantes

ambientais. É uma alternativa aos métodos convencionais de bombeamento e tratamento

da água, ou remoção física da camada contaminada de solo, sendo vantajosa

principalmente por apresentar potencial para tratamento in situ e ser economicamente

viável (PIRES, 2003). Além disso, após extrair o contaminante do solo, a planta

armazena-o para tratamento subseqüente, quando necessário, ou mesmo metaboliza-o,

podendo, em alguns casos, transformá-lo em produtos menos tóxicos ou mesmo inócuos

(PIRES et al., 2001).

Pode ser empregada em solos contaminados por substâncias inorgânicas e/ou

orgânicas, sendo utilizada com resultados promissores para metais pesados,

hidrocarbonetos de petróleo, agrotóxicos, solventes clorados e subprodutos tóxicos da

indústria. O uso de plantas tem sido avaliado, principalmente, em solos contaminados

por metais pesados (ACCIOLY e SIQUEIRA, 2000; DINARDI et al., 2003), petróleo e

derivados de petróleo (ANDERSON e COATS, 1995) e outros compostos orgânicos

(MORENO e CORSEUIL, 2001).

No Brasil, já existem estudos sobre algumas espécies agrícolas cultivadas e

espécies silvestres e até mesmo nativas da própria área contaminada, com o objetivo de

selecionar espécies eficientes na fitorremediação do solo (MILLER, 2009).

A fitorremediação utiliza a fitoextração que usa plantas com capacidade de

acumular em seus tecidos contaminantes do solo, mantendo a estrutura física do mesmo

e restaurando sua qualidade ecológica (ANDRADE et al , 2007). Os mecanismos da

Fitorremediação diretos são a fitoextração, fitodegradação e fitovolatilização e os

indiretos são a fitoestabilização e fitoestimulação/rizodegradação (DINARDI et al.,

2003; ZYNDA, 2005 ).

2.1.1 Mecanismo da Fitorremediação

Um amplo número de fatores influencia largamente a absorção dos metais

pesados pelas plantas. São fatores que se relacionam com o solo, com as condições

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climáticas e com as características da própria planta. Dessa forma, no caso em que as

plantas representam o principal mecanismo de fitorremediação natural, de modo geral,

os metais absorvidos são transportados radialmente pelas raízes, (através de paredes

celulares e espaços intercelulares), encontrando um primeiro filtro de difusão e

regulação na endoderme do vegetal. Já no estelo, os metais seguem essencialmente via

xilema e, em suas relações com as células vizinhas, podem induzir alterações na

diferenciação do próprio sistema vascular. Em concentrações menores, alcançam as

folhas, podendo alterar a estrutura e a funcionalidade das células fotossintéticas

(BARCELÓ e POSCHENRIEDER, 1992). Esse mecanismo ocorre da seguinte forma:

a) Mobilização: é a biodisponibilidade de metais no solo e depende de várias

condições (pH, potencial de oxi-redução, oxigenação, entre outros). A presença de

quelatos no solo também regula o processo de biodisponibilidade de metais para

absorção pelas plantas.

b) Transporte e seqüestro: o metal é seqüestrado pelas células das raízes pela

parede celular, para uma troca iônica de baixa afinidade e seletividade. O sistema de

transporte e a auto-afinidade com sítios de captura intracelular conduzem o transporte

na membrana plasmática.

c) Transporte de Xilema: que consiste no transporte de metais pelas raízes

através do xilema até a epiderme da planta.

d) Seqüestro tráfico: quando em contato com as folhas, os metais existentes no

ar podem ser seqüestrados pelo xilema e, da mesma forma que o transporte anterior, ser

absorvido pela epiderme da planta.

e) Descarga e distribuição tecidual: onde os transportadores mediam o transporte

de metais por todas as células da planta por meio do simplasto e apoplasto, mantendo a

concentração fisiológica específica em cada organela.

O esquema apresentado na Figura 2.1 define a fitorremediação com o uso de

vegetação in situ para o tratamento de solos contaminados. As plantas podem remediar

os solos contaminados com metais pesados através dos seguintes mecanismos: absorção

e acumulação dos metais pesados nos tecidos das plantas (fitoextração) adsorção dos

metais no sistema radicular, imobilizando os contaminantes (fitoadsorção) libertação

para o solo de oxigênio e outros compostos, que podem imobilizar os metais pesados

(fitoestabilização), estimulação da biorremediação por fungos ou outros microrganismos

localizados no sistema solo-raíz (rizorremediação).

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Figura 2.1 – Esquema dos Mecanismos da Fitorremediação de solos contaminados com

Metais pesados. Fonte: modificado de Anselmo et al , 2005

2. 1. 2 Pré-requisitos para utilização da fitorremediação

Para implantação da técnica de fitorremediação, as características físico-

químicas do solo e principalmente do contaminante devem ser conhecidas, bem como

sua distribuição na área. Qualquer imprevisto que venha a interferir no desempenho das

plantas fitorremediadoras deve ser sanado ou minimizado, para favorecer sua atuação

descontaminante (ACCIOLY, 2001).

É necessário que plantas que apresentem potencial para fitorremediação, tenham

características a serem usadas como indicativos para seleção. Segundo estudos feitos

por diversos autores (CUNNINGHAM et al., 1996; NEWMAN et al., 1998; ACCIOLY

e SIQUEIRA, 2000; VOSE et al., 2000, ANDRADE et al ,2007) essas características

devem ser: capacidade de absorção, concentração e/ou metabolização e tolerância ao

contaminante; retenção do contaminante nas raízes: no caso da fitoestabilização, como

oposto à transferência para a parte aérea, evitando sua manipulação e disposição;

sistema radicular profundo e denso; alta taxa de crescimento e produção de biomassa;

capacidade transpiratória elevada, especialmente em árvores e plantas perenes; fácil

colheita, quando necessária à remoção da planta da área contaminada; elevada taxa de

exsudação radicular; resistência a pragas e doenças; fácil aquisição ou multiplicação de

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propágulos; fácil controle ou erradicação; capacidade de desenvolver-se bem em

ambientes diversos; ocorrência natural em áreas poluídas (importante na identificação,

porém não é Pré-requisito).

Segundo Miller (2009), é difícil reunir todas essas características numa só

planta, porém aquela que for escolhida deve apresentar o maior número delas. Um

aspecto a ser observado é que, a maioria dos estudos avalia plantas isoladas, porém

varias espécies podem ser usadas em um mesmo local, ou ao mesmo tempo, para

remover mais de um contaminante.

2.1.3 Potencialidades e limitações da fitorremediação

A fitorremediação apresenta-se como alternativa de grande potencial na

utilização de recuperação de áreas degradadas ou contaminadas, devido às varias

vantagens que apresenta em relação às outras técnicas de remediação de contaminantes

do solo. De acordo com Cunningham et al. (1996) e Vose et al. (2000), a principal

vantagem é o menor custo em relação às técnicas tradicionalmente utilizadas

envolvendo a remoção do solo para tratamento ex situ.

Outros pontos a serem destacados na utilização desta técnica envolvem na

maioria dos casos, os equipamentos e suprimentos empregados no programa de

fitorremediação, pois são os mesmos utilizados na agricultura. Logo, quando a

fitorremediação é implantada em áreas agrícolas, o custo deve ser ainda menor;

Alem disso, os compostos orgânicos podem ser degradados a CO2 e H2O,

removendo toda a fonte de contaminação, não havendo, nessa situação, a necessidade de

retirada das plantas fitorremediadoras da área contaminada (esta situação não é válida

para metais pesados) e as plantas são mais fáceis de serem monitoradas do que os

microrganismos. Também são mantidas e até melhoradas as propriedades biológicas e

físicas do solo, no caso da utilização de Leguminosas, há a fixação de nitrogênio do ar

atmosférico. As plantas também contribuem no controle do processo erosivo, eólico e

hídrico do solo. Evitando o carreamento de contaminantes com a água e com o solo e,

reduzindo a possibilidade de contaminação de lagos e rios.

Do ponto de vista estético são mais favoráveis, do que qualquer outra técnica de

biorremediação e podem ser implementadas com mínimo distúrbio ambiental, evitando

escavações e tráfego pesado; Utilizam energia solar para realizar os processos, e tem

alta probabilidade de aceitação pública.

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A técnica da fitorremediação oferece muitos aspectos positivos, mas também

existem restrições. Há limitações na biorremediação, de compostos orgânicos, como

petróleo, agrotóxicos. Segundo Cunningham et al., (1996), Macek et al., (2000) e

Andrade et al ., (2007)

Na Tabela 2.1 encontra-se resumida as vantagens da fitorremediação de solos

contaminados com metais pesados, mas também as suas limitações.

Tabela 2.1 - Vantagens e limitações da Fitorremediação

Adaptado de Pletsch et al ,2000 e Andrade et al ,2007.

Vantagens Limitações

Baixo custo de investimento e operação

Melhoria da paisagem

Fornece cobertura para a vida animal

Reduzido impacto ambiental

Esteticamente bem- aceita pela sociedade

Útil em locais onde a quantidade de solo a descontaminar é muito elevado

Redução da dispersão aérea de contaminantes e poeiras (são armadilhados na vegetação)

Redução das escorrências superficiais (são retidas pela vegetação)

Redução dos lixiviados e do transporte dos contaminantes no solo (são retidos pela vegetação)

O produto final (a planta) pode ser valorizado economicamente. Possibilidade de reciclagem dos metais

Útil na remediação de solos contaminados com misturas heterogéneas (orgânicos e metais)

A colheita das plantas que acumularam os metais pesados é fácil de realizar com a tecnologia existente

Processo mais facilmente controlado ou monitorado do que com microrganismos

Tecnologia que fornece a sua própria energia (pela fotossíntese)

Em alguns casos, representa solução permanente, pois poluentes como os orgânicos podem ser mineralizados.

Aplica-se a áreas extensas onde outras tecnologias são proibitivas

Aplicável a vários contaminantes devido aos diferentes mecanismos

Os metais não são remediados, se não estiverem ao alcance das raízes.

Tecnologia ainda em desenvolvimento e, portanto, ainda não aceite por organismos reguladores.

Tratamento mais lento do que pelas técnicas físico-químicas tradicionais (dura pelo menos o tempo de crescimento da planta)

Se a concentração de metais no solo é muito tóxica, a vegetação pode não se desenvolver.

Se as plantas libertarem compostos que permitam o aumento da mobilidade dos metais, estes em vez de serem depois assimilados pelas plantas podem ser “lavados” para as águas subterrâneas.

As plantas são, em geral, seletivas no metal a remediar, embora possam ocasionalmente remediar mais do que um metal.

Conhece-se pouco sobre o cultivo, a genética, a reprodução e as doenças das plantas fitorremediadoras.

As plantas fitoextratoras colhidas ainda não são comercializadas

Pode haver propagação da contaminação na cadeia alimentar se as plantas acumuladoras forem ingeridas por animais

As plantas podem não se adaptar às condições climatéricas e ambientais dos solos a descontaminar, p. ex. temperaturas muito elevadas ou muito negativas, défice de água.

É incapaz de reduzir em 100% a concentração do poluente

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2.1.4 Remediação de solos contaminados por metais pesados

Existem inúmeras tecnologias para remediação de solos de áreas degradadas,

envolvendo processos químicos e físicos, tecnicamente de difícil aplicação e custo

elevado. Baseiam-se em técnicas de engenharia direcionados para aumentar a

capacidade de extração dos contaminantes. Para isso, são aplicados calor, sufactantes,

ácidos e a manipulação física do solo contaminado. Os processos de remediação podem

ser divididos em dois grupos de acordo com o local de operação, in situ ou ex situ

(CUNNINGHAM et al , 1996).

Os métodos in situ são os mais apropriados, porem sua eficiência depende das

características do local, concentração e metais pesados a serem removidos, e do uso

final do ambiente contaminado (CUNNINGHAM et al, 1996; SIQUEIRA et al, 1999).

A tecnologia atual de remediação de solos poluídos por metais utiliza a

escavação e aterramento do solo (GARBISU e ALKORTA, 2001), evitando a perda do

solo por erosão e lixiviação, mas não remediando a área nem reduzindo a toxidez ou o

volume da contaminação (SMITH et al, 1995). No caso da precipitação, a troca de íons

e a fixação com produtos químicos (como o calcário), diminuindo a solubilidade de

metais como Cd, Cu, Zn e Ni pela formação de hidróxidos insolúveis. Além da

lixiviação, utilizando soluções ácidas ou agentes quelantes para dissolver e lixiviar

metais (GARBISU e ALKORTA, 2001), mas gerando resíduos que requerem

tratamento, tornando o processo dispendioso, apesar de eficaz (KHAN et al, 2000). Já a

vitrificação, que apesar de ser efetiva para tratar contaminantes orgânicos e inorgânicos,

imobilizando os metais em sólidos vitrificados, tem alto custo (SMITH et al, 1995).

Os métodos físico-químicos utilizados para remediação do solo o tornam

inaproveitável como meio de crescimento de plantas, por removerem toda a atividade

biológica como os micróbios, fungos, bactérias e a fauna (KHAN et al, 2000) além de

outras desvantagens como a produção de produtos metabólicos indesejáveis, destruição da

área, possível aumento da mobilização do contaminante e altos custos (NEDELKOSKA e

DORAN, 2000).

No tocante a fitorremediação ainda e um método em desenvolvimento, utilizado

para neutralizar poluentes orgânicos, inorgânicos ou nucleotídeos, é apropriado quando

soluções com baixos custos são essenciais (NEDELKOSKA e DORAN, 2000; TAN,

2000).

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2.1.5 Aplicações da fitorremediação

A aplicação para descontaminação de áreas contaminadas por metais pesados

utilizando a fitorremediação envolve a Fitoextração e Fitoestabilização, técnica mais

usada, devido , à possibilidade de elevada eficiência que pode apresentar e também à

possível valorização econômica.

a) Fitoextração

A remediação de solos contaminados com metais pesados está baseada em dois

mecanismos que envolvem a fitoextração e a fitoestabilização descritas a seguir.

A fitoextração envolve absorção de metais ou outros compostos orgânicos do

solo por árvores, ervas gramas e lavouras (MULLIGAN et al, 2001) os quais são

acumulados ou transportados nas partes aéreas ocorrendo o armazenamento do

contaminante no tecido vegetal.

Essa técnica é aplicada principalmente aos metais: Sr, Cu, Zn, Pb, Cd, Ni

(GUILHERME et al,2002; BENNETT et al, 2003). A fitoextração utiliza plantas

chamadas hiperacumuladoras, que tem a capacidade de armazenar altas concentrações

de metais específicos (0,1% a 1% do peso seco, dependendo do metal). Espécies como

Brassica juncea, Aeolanthus biformifolius, Alyssum bertolonii e Thlaspi caerulescens

são exemplos de plantas acumuladoras de Pb, Cu/Co, Ni e Zn (McGRATH, 1998).

A fitoextração pode ocorrer por rizofiltração, às plantas podem acelerar os

processos de remoção de metais, atuando sobre os contaminantes e contribuindo

indiretamente através do efeito rizosférico acumulando o metal em suas raízes. Dessa

forma, as raízes podem sorver grandes quantidades de Pb e Cr da água do solo ou da

água que passa na zona radicular (EPA , 2008).

Para a extração de metais do solo buscam-se plantas com capacidade de absorver

contaminantes, acumulando-os em concentrações de 1 a 3% na matéria seca, ou usando-

se plantas com capacidade acumuladora (SELL et al., 2000).

No caso da fitorremediação de metais pesados do solo, com ênfase a

fitoextração, a biodisponibilidade dos metais em solo contaminado é um fator

primordial que regula a absorção dos elementos pelas raízes das plantas (KAMNEV &

VAN DER LELIE, 2000 apud CAIRES, 2005). Além da promoção com

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reflorestamento do local contaminado ainda contribui na redução do impacto visual de

áreas degradadas.

b) Fitoestabilização

Entre as técnicas de fitorremediação de solos contaminados com metais pesados,

está o mecanismo da fitoestabilização que consiste na utilização de plantas para reduzir

a mobilidade dos contaminantes do solo através da revegetação. Esta técnica apresenta

vantagens relativas às demais pelo fato de ser permanente, de fácil adoção e mais

econômica (ACCIOLY e SIQUEIRA, 2000).

A fitoestabilização pode ser descrita como um conjunto de mecanismos físico,

químicos ou físico-quimicos. O primeiro mecanismo ocorre porque a presença de

plantas evita a erosão superficial e a lixiviação de poluentes, podendo ainda direta ou

indiretamente, provocar a imobilização, lignificação ou humificação dos poluentes no

solo. O segundo mecanismo ocorre por meio de mudança química ou microbiológica da

zona das raízes e ainda, pela alteração química do contaminante.

Os contaminantes são estabilizados no solo por meio de substâncias liberadas

pelas plantas de tal modo que os contaminantes perdem a capacidade de se mover no

solo, sendo absorvidos ou adsorvidos.

Algumas plantas estabilizam metais pesados na rizosfera (SALT, 1998;

ARAÚJO, 2000; GUILHERME, 2002), reduzindo o potencial de lixiviação pela

adsorção do contaminante nas raízes, pela CTC radicular, ou com a absorção e

acumulação nas raízes via apoplasto ou precipitação dentro da rizosfera (GUILHERME,

2002). Também num segundo momento, pela estabilização da erosão do solo com a

cobertura vegetal e na transformação dos metais em formas menos tóxicas (BENNETT

et al, 2003).

Dessa forma estes metais podem ser impregnados à lignina da parede vegetal

(lignificação) ou ao húmus do solo (humificação) ou podem ser precipitados sob formas

insolúveis, sendo posteriormente aprisionados na matriz do solo (SALT, 1998;

ARAÚJO, 2000; MULLIGAN, 2001; ROSSELLI, 2003).

A Fitoestabilização reduz a biodisponibilidade de poluentes no ambiente, por

seqüestro, lignificação ou humificação no solo, imobilizando os contaminantes na

interface raízes/solo. A técnica de fitoestabilização de metais pode ocorrer por meio de

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adsorção, precipitação, e redução da valência do metal, sendo que o processo de

fitoestabilização divide-se em três fases:

a) Decréscimo da quantidade de água que percola no solo;

b) Ação como barreira para prevenir o contato direto com o contaminante;

c) Prevenção da erosão e distribuição do metal tóxico para outras áreas.

Essa técnica é útil no tratamento de chumbo, assim como do arsênio, cádmio,

cromo, cobre, mercúrio e zinco. Sua ação pode dar-se juntamente com a fitoextração,

favorecendo a remediação do local (HENRY, 2000).

A absorção dos metais pelas raízes é aplicada, principalmente, para Cd, Ni, Cu,

Zn e Pb, (Figura 2.2). E o são muito utilizadas às plantas chamadas hiperacumuladoras,

que têm capacidade de armazenar altas concentrações de metais (0,1 a 1% do seu peso

seco, dependendo do metal), (BERTAZZOLI e PELEGRINI, 2002). Em pesquisas

utilizando a Taboa em sistemas wetland artificiais, mesmo não sendo considerada uma

planta hiperacumuladora, é adequada, porém por possui níveis de acumulação de

metais, o que a torna interessante para aplicação da técnica de fitorremediação

(ALCÁNTARA et al, 2003).

Figura 2.2- Esquema dos mecanismos de Plantas Hiperacumuladoras. Fonte: Beltrão

2006.

(a) Contaminantes no solo; (b) contaminantes adsorvidos pela planta.

2.2 Resultados obtidos com a fitorremediação

Vários estudos com espécies de climas temperados demonstram que as plantas

não são capazes de evitar completamente a absorção dos metais pesados, e que

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diferentes espécies têm desenvolvido uma série de mecanismos de tolerância (SHAW,

1989 apud MELO 2006). Com relação a este aspecto, destacam-se três tipos de plantas

acumuladoras (Tabela 2.7), em que os metais concentram-se na parte aérea; indicadoras,

em que a absorção e o transporte de metais pesados para a parte aérea são regulados, e a

concentração interna reflete os níveis externos de contaminação; e exclusoras, em que a

concentração de metais pesados na parte aérea é mantida em níveis constantes até que

uma concentração crítica no solo seja alcançada, ocorrendo então o aumento do

transporte dos metais (BAKER, 1981).

Tabela 2.2 Espécies vegetais que apresentam capacidade acumulativa para metais

Espécie

Família Teor de metal no solo Acumulação nos tecidos

Referências

Arabis alpina Brassicacea Pb (6712,8 mg/kg); Zn (13 mg/kg)

Folhas (1157,6 mg/kg) Raízes (3263 mg/kg) Folhas (5632,8mg/kg); Raízes (4508kg/mg)

Yanqun et al. (2005)

Oxalis corymbosa oxalidaceae Pb (2587,3 mg/kg) Raízes (1836,1 mg/kg) Yanqun et al. (2005)

Arabis alpinal var. Parviflora Franch

Zn (13031,5 mg/kg) Raízes (4508,7 mg/kg)

Arabidopis halleri

Brassicaceae Cu (5470 mg/kg) Caules (3-106 mg/kg) Dahmani – Muller etc al (1999)

Amaranthus Retroflexus

amaranthaceae 137Cs (2400 kBq/m2) Caules (52 ±26,4 kBq/m2)

Zhu et al (2000)

Andropogon virginius

Cd (0,7 – 20,1 mg/kg)

Caules (10,2 mg/kg) Raízes (10,6mg/kg)

Pichtel etc al (1999)

Thlaspi goesingense

brassicaceae Cd (500 µ M) Folhas (28051 mg/kg)

Lombi etc al (1999)

Lenna polyrrhiza Pb (10 mg/L) Ni (10 mg/L)

Raízes (27 mg/kg) Raízes (10 mg/kg)

Sharma etc al (1994)

Sedum alfredii Crassulaceae Cd (0,0672 mg/kg) Caules (5300 mg/kg) Raízes (3100 mg/kg)

Zhou etc al (2005)

Lactuca sativa Cucumis sativa

Cucurbitaceae As (90,9 mg/kg) Pb (327 mg/kg)

Folhas (9,8 mg/kg) Raízes (<10 mg/kg)

Mattina etc al (2003)

Zea mayz poaceae Pb (0,0414 mg/kg) Raízes (1,941.106 mg/kg)

Eun etc al (2000)

Fonte: Barros (2007)

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2.2.1 O potencial de espécies florestais nativas na fitorremediação

No que diz respeito à fitorremediação, o potencial de espécies florestais está no

fato de que todas as plantas possuem a habilidade de acumular alguns metais pesados

que são essenciais para o seu crescimento e desenvolvimento. Estes metais incluem Fe,

Mn, Zn, Cu, Mg, Mo e Ni, havendo também algumas espécies de plantas que possuem

a habilidade de acumular metais pesados que não possuem função biológica conhecida,

sendo tóxicos aos seres vivos. Entre estes incluem Cd, Cr, Pb, Ag, Se e Hg. Algumas

espécies possuem a habilidade de tolerar e acumular altas concentrações de metais

pesados, porém os excessivos acúmulos destes elementos podem ser tóxicos para muitas

plantas (SALT et al., 1995).

Ao longo da evolução, as plantas desenvolveram estratégias para maximizar a

absorção de íons essenciais em situações de suficiência ou deficiência metálica, através

da liberação de substâncias quelantes ou através da alteração do pH da rizosfera.

Algumas gramíneas, por exemplo, liberam exudatos ricos em fitosideróforos ou

fitometalóforos, que formam respectivamente complexos com Fe+3 e outros metais. Nas

situações em que existe excesso de metal, a produção de fitosideróforos ou

fitometalóforos pela planta possivelmente diminui (ALAM et al., 2000 apud BARROS

2007).

Segundo Maldejón (2003) apud Caíres (2005), as árvores são utilizadas, devido

o custo ser relativamente baixo, para a limpeza ambiental e a remediação de áreas

contaminados. Em particular, eles são muito úteis como engenheiras ecológicas para

controlar a hidrologia, a degradação de contaminantes orgânicos em plumas de lençol

freático, controle de processos erosivos, remoção de metais pesados dos solos

contaminados e como filtros biológicos na disposição de lodos de esgoto

Espécies florestais e plantas de ciclos de vida mais longos obviamente

respondem lentamente, mas podem sobreviver em função das características genéticas e

sua maior resiliência. A plasticidade fenotípica pode permitir a sobrevivência em

ambientes extremo tendo um significativo nível de aclimatação para a toxicidade de

metais pesados em plantas não-tolerantes (WILKINSON e DICKINSON, 1995;

PUNSHON e DICKINSON, 1997).

Caíres (2005) em seus estudos identificou que as espécies nativas cedro rosa e

ipê-roxo podem ser usadas com sucesso em programas de fitorremediação de solos

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contaminados com metais pesados. Ambas as espécies possuem potencial de uso na

fitoestabilização e fitoextração induzida de zinco e cobre em solos contaminados.

Pulford e Watson (2003) relatam que a maior produção de litter (cobertura morta

natural de Florestas), ocorre de forma mais rápida a cobertura orgânica do solo

contaminado. Os metais absorvidos por espécies florestais ficam mais tempo

imobilizados nos tecidos vegetais, principalmente no caule, retardando o retorno desses

elementos ao solo (SOARES et al., 2000).

Espécies florestais podem sobreviver em solos com altas concentrações de

metais, apesar do menor crescimento, muito embora sejam poucas as evidências de

tolerância de arbóreas baseadas na hereditariedade genética (WILKINSON e

DICKINSON, 1995).

Os benefícios em utilizar espécies florestais seriam de grande utilidade, porém,

muitas informações disponíveis a resistência de metais estão sustentadas em espécies

herbáceas, sendo poucos os estudos voltados de resistência a metais de espécies

lenhosas com propósitos de recuperação da área contaminada (BAKER, 1987;

PUNSHON e DICKINSON, 1997).

2.2.2 Viabilidade Econômica da fitorremediação

A viabilidade econômica para aplicação da Fitorremediação vai depender da

composição de preços no processo, variando, por exemplo, de acordo com o custo local

de insumos agrícolas e com a mão de obra. Além disso, as condições climáticas

influenciam no custo e na eficácia da tecnologia, fator privilegiado a maior parte do

Brasil. (ANDRADE et al., 2007).

Em comparação as tecnologias existentes a fitorremediação (Tabela 2.8)

comprova que mesmo havendo custos com monitoramento e práticas agrícolas

necessárias à implantação, a fitorremediação é uma tecnologia barata uma vez que sua

aplicação e feita “in situ” não há a necessidade de remoção da matriz contaminada,

diminuindo os custos com a própria remoção e o transporte.

Os custos da fitorremediação são de duas a quatro vezes menores do que os

custos para escavação e aterramento do solo contaminado. Utilizando-se

fitorremediação para limpar um hectare de solo em profundidade de 50 cm, o custo será

de US$ 60.000-100.000, comparado com pelo menos US$ 400.000 para escavação e

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armazenamento do solo (LASAT, 2000), e US$ 100.000 - 250.000 para cobertura do

solo (SCHNOOR, 2002).

Os custos estimados de tratamento por 30 anos para remediar uma área de 12

hectares são de US$ 12 milhões para escavação e disposição, 6,3 milhões para lavagem

do solo, 600 mil para cobertura do solo, e 200 mil para fitoextração (USEPA, 2008).

Na Tabela 2.3 encontra-se o Custo da Fitorremediação (biorremediação rizosférica)

utilizando-se raízes de gramíneas comparadas a outras possíveis alternativas

tecnológicas

Tabela 2.3 - Custo da Fitorremediação (biorremediação rizosférica) utilizando-se raízes

de gramíneas comparadas a outras possíveis alternativas tecnológicas

Fonte: Schnoor (1997) e Andrade et al., 2007

Apesar da preocupação pelos problemas ambientais causados pela contaminação

por metais pesados no sistema solo-planta, pouca ênfase tem sido dada ao impacto

desses elementos sobre as espécies florestais (MARQUES et al., 2000; SOARES et al.,

2001; PAIVA et al., 2002; 2003). Existe, um farto material para a melhoria ou mesmo

para a formação de novas espécies fitorremediadoras. Como são poucos os trabalhos

com espécies tropicais, há a necessidade de pesquisas envolvendo essas espécies,

principalmente as de crescimento rápido, grande distribuição geográfica, e de valor

comercial para serem empregadas no reflorestamento de áreas contaminadas

(GRAZZIOTTI et al., 2003).

Tipo de Tratamento Custo por tonelada do solo em dólares Fitorremediação 10 – 35 Biorremediação no local 50 – 150 Ventilação do solo 20 – 220 Tratamento térmico indireto 120 – 300 Lavagem do solo 80 – 200 Solidificação/Estabilização 240 – 340 Extração por solvente 360 – 440 Incineração 200 – 1.500

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2.3 Uso da Moringa oleifera Lam

A moringa (Moringa oleífera Lam.) é uma espécie perene da família

Moringaceae, originária do nordeste indiano, tendo sido introduzida no Brasil já há

alguns anos, (AMAYA et al, 1992). E uma leguminosa arbórea adaptada às condições

áridas e semi-áridas e de uso diversificado com especial destaque na ornamentação de

parques e jardins, na alimentação animal, na complementação alimentar humana e na

medicina. Na região do Nordeste Brasileiro a Moringa oleífera é conhecida como “Lírio

Branco”, (Figura 2.3a) Quiabo de Quina, Acácia-branca, árvore-rabanete-de-cavalo,

cedro e moringueiro (CORREA, 1984).

Considerada como uma das árvores cultivadas mais úteis para o ser humano,

pois praticamente todas as suas partes podem ser utilizadas para diversos fins. Por

exemplo, nos trópicos, a sua folhagem é usada como forragem para animais, suas

sementes, (oleosas) são utilizadas para a produção do óleo de Bem, usado em pintura

artística, à madeira é usada na produção de papel e de fibras têxteis e as raízes são

consideradas abortivas.

Já na alimentação humana são aproveitadas as folhas como verduras cruas, as

vagens verdes como verduras cozidas e as sementes maduras podem ser torradas para

fabricação de farinha. As sementes também produzem um excelente óleo que pode ser

usado na alimentação e para fazer sabão e cosméticos. Suas flores (Figura 2.3c) são

muito procuradas pelas abelhas. A Moringa oleífera Lam ainda pode ser utilizada como

planta ornamental (GERDES, 1996a).

As sementes de moringa também funcionam como coagulante natural sendo

utilizadas no tratamento de água. Segundo Rangel (2009), em projeto piloto para

tratamento de água desenvolvido em Malawi, na África, foi constatado que enquanto o

alumínio é eficiente como coagulante apenas em uma faixa restrita de níveis de pH da

água a ser tratada, no caso das sementes de Moringa, atuam sem necessidade de controle

do pH, constituindo-se em uma vantagem a mais em países em desenvolvimento, onde

normalmente não é possível controlar efetivamente o pH antes da coagulação. No Brasil

a eficiência desse processo vem sendo pesquisada em laboratório e em projetos de

abastecimento de água na zona rural em casas isoladas.

Atualmente a moringa vem sendo cultivada e difundida em toda a área

denominada “polígono das secas”, devido, o potencial que suas sementes têm

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apresentado no tratamento de água para uso doméstico, uma vez que seu efeito

coagulante serve para clarificar água (GALLÃO et al, 2006).

Estudo desenvolvido pela Embrapa Tabuleiros Costeiro, em Aracaju, Sergipe,

com plantas de Moringa oleífera, comprova o seu comportamento nas condições

climáticas da região. O interesse pela potencialidade da planta vem crescendo

consideravelmente para aproveitamento da planta como fonte de alimento e purificador

natural de água para as populações das áreas sujeitas à secas (EMBRAPA, 2006).

Diferentes tecnologias utilizando a fitorremediação têm sido empregadas para a

descontaminação de áreas poluídas. Sistemas hidropônicos, ou rizofiltração, alcançaram

sucesso. Sistemas wetlands tem se tornado viável no tratamento de esgoto doméstico e

outros tipos de águas residuais em virtude da simplicidade e de fácil operação e

rentabilidade técnico-econômica (COSTA FILHO, 2008).

Estudos recentes têm comprovado a utilização da moringa para o uso de

tratamento da água e esgoto utilizando o polímero natural, produto derivado da semente

da moringa, na remoção parcial da prata e de manganês em águas que apresentam altos

teores desses metais e remoção de bactérias, reduções na ordem de 90-99% têm sido

relatadas na literatura. A Moringa pode clarificar águas com alta, média ou baixa

turbidez (SCHWARZ, 1996).

Apesar disto, a investigação de seus mecanismos de remediação ainda não foram

esclarecidos, poucos são os trabalhos na literatura direcionados ao conhecimento da

moringa quanto ao aspecto do uso da semente para tratamento de esgoto e lixiviado de

aterros sanitários. Neste sentido a obtenção de dados científicos sobre o uso da mesma

para recuperação de áreas degradadas, principalmente por se tratar de uma espécie

exótica, se faz necessário de forma a contribuir com questões relativas a qualidade e

viabilidade de seus produtos.

2.3.1 Características da Moringa oleífera Lam

A moringa é uma planta perene. Tem um rápido desenvolvimento em condições

favoráveis, atingido uma altura de até 4 metros em um ano, podendo atingir 10 – 12

metros de altura quando adulta. É uma árvore (Figura 2.3a) sempre verde ou decídua

conforme as condições ambientais. Tem uma copa aberta espaçada com ramos

inclinados e frágeis; uma folhagem plumosa de folhas pinadas em três; suas flores

(Figura 2.3c) são bastante perfumadas, de cor branca ou bege, pintadas de amarelo na

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base; o seu fruto (Figura 2.3b) é uma espécie de vagem triangular, com grande número

de sementes (DELDUQUE, 2000). É resistente a seca após o seu estabelecimento. É

uma planta de reconhecido valor de seus frutos, folhas, flores, raízes, todos comestíveis,

e pelo azeite, também comestível, obtido a partir de suas sementes. Também é usada

extensamente na medicina tradicional nas regiões onde é nativa e onde tem sido

introduzida. Produz pouca sombra e a madeira é mole. A propagação da Moringa é feita

por meio de sementes (Figura 2.3d), mudas ou estacas. A planta suporta longos períodos

de estio, solos pobres e cresce bem em condições semi-áridas. A espécie é forte,

desenvolve rapidamente e não requer tratos especiais. A faixa de pH de solo para

crescimento da Moringa é extensa (5 a 9) e há relatos de cultivo em altitudes de até

2000 m. Quando adulta alcança uma produção anual de 3 a 5 toneladas de sementes por

hectare (MORTON, 1991).

Figura 2.3- Árvore da Moringa (a), vagens (b), flores (c) e sementes (d) da Moringa

oleífera Lam.

a b

c d

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2.4 Emprego no tratamento de água e efluente

Na tecnologia ambiental as sementes de Moringa oleífera têm sido empregadas

no tratamento de águas brutas (SUTHERLAND, FOLKARD e GRANT, 1990) e de

efluentes (DA SILVA et al., 2001). O tratamento enseja principalmente a remoção de

cor e turbidez e age no processo de coagulação-floculação-sedimentação em

substituição aos sais metálicos (cloreto férrico e sulfato de alumínio) usualmente

empregados.

No Sudão e em outros países da África, as mulheres árabes tradicionalmente

usam sementes da Moringa oleífera quebradas (pisadas) na clarificação de águas turvas.

A eficiência desse processo vem sendo confirmada em laboratório e em projetos de

abastecimento de água para casas isoladas da zona rural no Brasil e no mundo. (JAHN,

1986 apud BORBA, 2001).

No Brasil o uso da moringa como coagulante teve inicio em março de 1996, com

a vinda da cientista alemã Dra. Samia Al Azharia Jahna. A mesma já trabalha há mais

de 20 anos com a semente de moringa como coagulante, usada como solução alternativa

no abastecimento de água em casas na zona rural em países, como Sudão e o Egito. A

Cientista orientou um workshop na cidade de Ouricuri-PE , além de varias palestras em

diferentes estados do Brasil (GERDES,1996b).

O uso da Moringa oleífera no Brasil, principalmente no Nordeste Brasileiro, foi

incentivado devido à dedicação e ao trabalho de grupos de pessoas (organizações não

governamentais como: ESPLAR - Centro de Pesquisa e Assessoria, de Fortaleza - CE ,

AS-PTA Regional Nordeste, em Recife - PE. COMSEF- comunidade Semeando o

Futuro em Orobó–PE, AGROFLOR em Bom Jardim-PE,ASA-PE e PB ,entre outras)

do Nordeste, interessadas no desenvolvimento econômico-social e na melhoria da saúde

pública. (GERDES, 1996 ; COMSEF, 2006).

Das muitas espécies de plantas testadas em todo mundo, algumas apresentaram

grande capacidade de clarificar (limpar) águas in naturas (brutas) que contenham

impurezas, principalmente, as espécies da família das Moringaceae (GRASSI, 2001).

Entre as 14 (catorze) espécies conhecidas dessa família, 7 (sete) delas são muito raras e

7 (sete) têm sido encontradas em diversos países da Ásia, África e América Latina são

usadas como coagulantes naturais, na clarificação da água, para diminuir sua cor e

turbidez elas têm apresentado bons resultados, principalmente as espécies: Moringa

oleífera Lam e a Moringa stenopetola ( GERDES,1996c).

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23

O uso de coagulantes, como os de sais metálicos, e alguns polieletrólitos, têm

aumentado, nos últimos anos, no pós-tratamento físico-químico de esgotos sanitários,

com boa perspectiva para associação com efluentes provenientes de reatores anaeróbios.

Os sais de alumínio e ferro são os coagulantes mais utilizados no tratamento de água e

esgoto. Contudo, pesquisas têm apontado algumas desvantagens, tais como problemas

de saúde causados pelo alumínio residual em águas tratadas, produção de grande

volume de lodo, consumo da alcalinidade do meio, acarretando custos adicionais com

produtos químicos utilizados na correção do pH, principalmente no tratamento de água.

As descobertas recentes do uso de sementes trituradas de M. oleífera para a

purificação de água, a um custo de apenas uma fração do tratamento químico

convencional, constituem uma alternativa da mais alta importância. Em relação à

remoção de bactérias, reduções na ordem de 90-99% têm sido relatadas na literatura.

Deve ser observado, porém, que o uso do tratamento com sementes, assim como o de

outros coagulantes naturais e químicos, não produz água purificada.

A proteína é o composto encontrado em maior quantidade, aproximadamente

40% (Tabela 2.4). A proteína das sementes de moringa é o composto de maior

importância no processo de clarificação da água. É relatado em Moringa oleífera a

presença de uma proteína catiônica dimérica de alto peso molecular, que desestabiliza

as partículas contidas na água e através de um processo de neutralização e adsorção,

floculam os colóides seguindo-se de sedimentação (NDABIGENGESERE et al, 1995).

Tabela 2.4 - Composição química das sementes de moringa

Composição Semente Umidade (%) 6,3 Açúcares solúveis (g/100g) 3,14 Oligossacarídeos (g/100g) 3,31 Amido (g/100g) 6,02 Proteínas (g/100g) 39,3 Lipídeos (g/100g) 18,8

Fonte: Gallão et al,2006.

O mecanismo da coagulação/floculação de uma água, provocado pela proteína

existente na polpa da Moringa oleífera Lam, se assemelha ao mecanismo da

coagulação/floculação provocado pelos polieletrólitos, que são polímeros originários de

proteínas e polissacarídeos de origem sintética ou natural (DAVINO, 1976).

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Gueyrard et al (2000) observaram que há mais evidência de que o responsável

pela ação coagulante da Moringa seja um composto amídico. As sementes de Moringa

contêm entre 8 e 10% de glucosinolatos (Figura 2.4), que são uma classe homogênea de

combinações de tiosacarídeos naturais. Estes podem ser hidrolisados através da

mirosinase (glucohidrolase de tioglucosida) e produzir D-glicose, particularmente

isotiocianatos.

Figura 2.4 - Estrutura de glucosinolato presente na semente de Moringa. Fonte:

Gueyrard et al, 2000.

O uso de produtos naturais de origem vegetal no processo de coagulação-

floculação é uma alternativa para o tratamento físico-químico da água em pequenas

comunidades. Em particular, os extratos das sementes de moringa têm sido usado em

alguns países e estudado por muitos pesquisadores, embora exista pouca informação

sobre estudos sistemáticos comparativos entre esses extratos e outros produtos naturais

com propriedades coagulantes ou floculantes, reportados por diferentes autores, e as

condições de armazenagem.

Segundo Schwarz (1996), o uso da Moringa como coagulante, apresenta

algumas vantagens e desvantagens como (Tabela 2.5):

Tabela 2.5 - vantagens e desvantagens do uso da semente de moringa como coagulante VANTAGENS DESVANTAGENS

Método fácil e barato para países em desenvolvimento (especialmente em tratamentos caseiros);

O tratamento clarifica a água e a torna em boas condições para ser bebida, mas a água pode possuir alguns poucos germes patogênicos ou microorganismos.

A eficiência não depende do pH da água bruta; O processo não modifica o pH da água;

Um tratamento secundário para as bactérias talvez seja necessário;

Não altera o sabor da água, a não ser que seja adicionada uma dose muito alta;

O coagulante não pode ser utilizado na sua forma pura, ele deve ser preparado antes.

Fonte: Schwarz, 1996

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O pó das sementes da Moringa contém proteínas solúveis com carga positiva.

Quando o pó das sementes é adicionado à água turva, as proteínas liberam essas cargas

atraindo as partículas carregadas negativamente, como barro, argila, bactérias, presentes

na água. O processo de floculação ocorre quando as proteínas se ligam com as cargas

negativas formando flocos, agregando as partículas presentes na água (SCHWARZ,

1996).

Sua utilização na remoção de metais pesados em água tem sido testada por

diversos autores, estudo conduzido por Mendes et al (2007), mostrou que a moringa

pode ser usada para remoção parcial da prata e de manganês em águas que apresentam

altos teores desses metais. Os resultados apresentados são interessantes, uma vez que

contribui como proposta alternativa para a remoção parcial desses metais em águas

contaminadas (MENDES et al,2007).

Santos et al (2007), concluiu que pode ser satisfatório o uso do coagulante

natural oriundo das sementes da Moringa oleífera no tratamento de efluentes têxteis em

detrimento do uso de substâncias químicas sintéticas, sobretudo por conta das

externalidades negativas conferidas por esses últimos ao meio ambiente e à saúde

humana.

Borba (2001), investigou a viabilidade do uso da Moringa oleífera Lam no

tratamento simplificado de água para pequenas comunidades concluindo que o uso da

polpa da semente mostrou-se um excelente coagulante, apresentando durante os

ensaios, uma redução de 92,5 % a 97,7 % e 90,7 % a 97,5 % respectivamente para os

parâmetros de turbidez e cor .

Quanto a sua utilização para tratamento de esgoto doméstico, Braga (2009)

avaliou o comportamento do extrato salino da moringa como pré-tratamento ao reator

UASB encontrando resultados semelhantes à literatura que o mesmo é benéfico ao

processo de digestão anaeróbia, com uma concentração de 3 mg.L-1 do extrato ,enquanto

Kalogo et al (2001) usaram 50 mg.L-1 do extrato aquoso. A associação de M. oleífera

com cloreto férrico, demonstrou, ainda, grande melhora na eficiência dos parâmetros

físico-químicos analisados, sempre superiores a 80%, conseguindo avanços expressivos

na remoção de SST e turbidez, demonstrando eficiência na coagulação-floculação.

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2.5 Metais Pesados no Solo e sua Toxidade

Segundo Malavolta (1994), os metais pesados são elementos que ocorrem

naturalmente no solo, alguns são essenciais nas funções fisiológicas dos seres vivos,

como o Cobre, Níquel, Cromo, Ferro, Manganês e Zinco. No entanto, quando ocorrem

em altas concentrações, podem causar danos ao meio ambiente e à cadeia alimentar.

Em termos de poluição ambiental, os metais podem ser classificados de acordo

com três critérios: não-crítico; tóxico e muito tóxico (Tabela 2.6).

Tabela 2.6 – Classificação de alguns elementos de acordo com a toxicidade na

fauna e flora.

Critérios de Toxicidade Elementos

Não crítico Na, K, Mg, Ca, H, O, N, C, P, Fe, S, Cl, Br, F, Li, Rb, Sr, Si

Tóxico Ti, Hf, Zr, W, Nb, Ta, Re, Ga, La, Os, Rh, Ir, Ru, Ba, Al

Muito tóxico Be, Co, Ni, Zn, Cu, Sn, As, Se, Ag, Cd, Pt, Au, Hg, Pb,

Forster e Wittmann (1983), McBride (1994) e Oliver, (1997), apud Chaves (2008).

A toxicidade dos metais é uma questão de dose ou de tempo de exposição, da

sua forma físico-química e da via de administração e/ou absorção. O seu caráter tóxico

depende da interação com o organismo vegetal e normalmente ocorre em três etapas:

estágio de entrada e absorção, estágio no organismo (onde ocorre Transporte, a

Distribuição, Acumulação, Biotransformação e efeito) e o estágio de saída do

organismo.

Em cada um desses estágios, encontram-se elementos em diferentes formas

químicas e físicas, cujas características anatômicas e propriedades fisiológicas dos

órgãos ou sistema são apropriadas para as diversas interações observadas nos

organismos (DINARDI, 2003).

Resíduos contendo metais pesados resultam, na maioria das vezes, de atividades

antrópicas, podendo ser encontrados na forma sólida, semi-sólida, líquida ou gasosa.

Dependendo das espécies químicas podem apresentar risco efetivo ou potencial à saúde

humana, além de gerar impactos ambiental e sócio-econômicos. Desta forma, o

manuseio, acondicionamento, coleta, transporte e disposição final exigem cuidados

especiais (AMARAL SOBRINHO, 1998).

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Particularmente, no caso do solo, a poluição por metais pesados está ligada aos

processos de acúmulo e transporte desses elementos como a fração argila, que é

responsável pelas interações liquido - sólida. Esta interação é bastante complexa, pois

envolve reações de adsorção/dessorção, precipitação/dissolução, complexação e

oxirredução, tanto na fase inorgânica quanto na fase orgânica dos componentes da

fração argila como pode ser observado na Figura 2.5 (ALLOWAY, 1990; AMARAL

SOBRINHO, 1993). Atributos tais como pH, teor de matéria orgânica, presença de

óxidos de ferro, alumínio ou manganês, quantidade de argila e potencial redox são

responsáveis pelo comportamento e disponibilidade/mobilidade de metais pesados no

solo. Dentre estes, o valor de pH e o potencial redox são os mais relevantes, pois além

de afetarem diretamente as reações que ocorrem no meio, são também os principais

fatores que controlam a disponibilidade dos metais pesados na solução do solo

(PIERANGELI , 2001).

Figura 2.5 - Dinâmica dos metais pesados do solo. Fonte: Chaves, 2008.

Na maioria das vezes, as formas tóxicas dos metais pesados apresentam baixa

mobilidade no solo (PIERANGELI, 2001). Individualmente, apresentam mobilidade

diversificada, com propriedades e característica cuja descrição mais detalhada dos

elementos estudados neste trabalho é apresentada a seguir:

a) Cobre (Cu) - este metal se complexa mais fortemente e em maior proporção

com substâncias orgânicas, logo sua maior mobilidade ocorre somente em pH próximo

a 3,0 (ISLAM et al., 2000). Essa peculiaridade explica a concentração deste elemento

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nos primeiros centímetros do solo, estima-se que, aproximadamente, 50% do Cu

encontram-se ligados à matéria orgânica, cerca de 18% na forma de hidroxicarbonatos,

7% no estado adsorvido, 11% ligados a outros ânions e 6% irreversivelmente adsorvido.

Somente 3% são extraído em pH 4,5, indicando ser esta a porcentagem de Cu móvel

(HSDB, 2000).

b) Crômo (Cr) - em valor de pH 5,5 este metal se encontra quase totalmente

precipitado, sendo seus compostos considerados muito estáveis no solo. Por outro lado,

o Cr+6 é muito instável em solos e é facilmente mobilizado em meio ácido ou alcalino.

Enquanto a adsorção do Cr+6 diminui com o aumento do pH, a adsorção do Cr+3

aumenta. O seu comportamento pode ser modificado pela formação de complexos

orgânicos com o metal (KABATA-PENDIAS e PENDIAS, 1992).

c) Ferro (Fe) - sua mobilidade é muito baixa sob condições de oxidação e em

ambiente ácido, neutro a alcalino e redutor. As principais barreiras geoquímicas deste

elemento são oxidações; aumento de pH; precipitação sob a forma de óxidos, hidróxidos

ou oxiidróxidos de ferro, co-precipitando muitos outros metais. O aumento de sua

mobilidade depende do pH, do teor de fosfato e de outros metais (REIMANN e

CARITAT, 1998).

d) Manganês (Mn) - o mecanismo que governa o movimento do Mn depende da

concentração e da propriedade do solo. Concentração < 0,4 µmolar, a difusão é o

mecanismo preponderante; > 14 µmolar, o fluxo de massa é mais importante. Sua

mobilidade é largamente controlada pelas condições de pH e potencial redox, estes

fatores são importantes na determinação da quantidade de Mn em solução e,

conseqüentemente, na sua lixiviação (CAMARGO, 2008).

e) Zinco (Zn) - o aumento da sua mobilidade ocorre em condições de oxidação

elevada em meio ácido. Em ambiente neutro, alcalino e redutor apresenta pouca

mobilidade (MALAVOLTA, 1994).

2.5.1 Efeitos dos metais pesados sobre as plantas

Uma vez absorvidos, os metais tendem a acumular-se nas raízes, as quais são os

primeiros órgãos vegetais afetados pela contaminação, acarretando no escurecimento,

engrossamento e inibição do crescimento radicular. Na parte aérea, os sintomas mais

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típicos são a clorose, similar à deficiência de Fe, aparecimento de manchas foliares,

necrose e morte das folhas (BARCELÓ e POSCHENRIEDER, 1992).

Os valores apresentados na Tabela 2.7 são referentes ao teor de metais no solo e

nas plantas e seus efeitos quando em valores mais altos sobre as plantas. E a Tabela 2.8

mostra os valores orientadores de referência e prevenção para solos segundo a

CETESB.

Tabela 2.7 - Teor de metais normal no solo e nas plantas e suas concentrações criticas

*:BOWEN, 1979 apud Zeitouni (2003); ** a: acima destes valores ocorre toxidez (KABATA-PENDIAS e PENDIAS 1992); b:

valores capazes de diminuir em 10% o crescimento das plantas (MCNICHOL e BECKETT, 1985 apud ZEITOUNI, 2003 ).

Tabela 2.8. Valores Orientadores para Solos (mg/kg peso seco) Metais ReferênciaR PrevençãoP Cádmio (Cd) <0,5 1,3 Cobre (Cu) 35 60 Cromo (Cr) 40 75 Ferro (Fe) - - Manganês (Mn) - - Níquel (Ni) 13 30 Zinco (Zn) 60 300 R - Valor de Referência: é a concentração de determinada substância no solo; P - Valor de Prevenção: é a concentração de determinada substância, acima da qual podem ocorrer alterações prejudiciais à qualidade do solo. Fonte: CETESB (2005)

2.6 Tratamento

2.6.1 Geração do lixiviado

Segundo Ehrig (1992), citado por Gomes (2005) o lixiviado, percolado ou

chorume pode ser caracterizado como a parte líquida da massa de resíduos, que percola

através desta, carreando materiais dissolvidos ou suspensos, que constituirão cargas

poluidoras ao meio ambiente. Na maioria dos aterros sanitários, o chorume é composto

pelo líquido que entra na massa de resíduos, proveniente de fontes externas, tais como:

sistema de drenagem superficial, chuvas, lençóis freáticos, nascentes e além daqueles

Elemento Teor normal no solo *

Concentração total crítica no

solo**

Teor normal nas plantas *

Concentração crítica nas plantas

a b ------------------------------------------------mg kg-1----------------------------------------------------

Cádmio 0,01 - 2,0 3 - 8 0,1 – 2,4 5 - 30 4 – 200 Chumbo 2 - 300 100 - 400 0,2 - 20 30 – 300 - Cobre 2 - 250 60 - 125 5 - 20 20 – 100 5 – 64 Níquel 2 - 750 100 0,02 - 5 10 – 100 8 – 220 Zinco 1 - 900 70 - 400 1 - 400 100 - 400 100 - 900

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resultantes da decomposição dos resíduos sólidos. A sua formação se dá pela digestão

da matéria orgânica, por ação de enzimas produzidas por bactérias. A função dessas

enzimas é solubilizar a matéria orgânica para que a mesma possa ser assimilada pelas

células bacterianas.

Conceitualmente a norma brasileira (ABNT, 1985) define lixiviado utilizando o

termo ‘chorume’: líquido produzido pela decomposição de substâncias contidas nos

resíduos sólidos,de cor escura, mau cheiro e elevada Demanda Bioquímica de Oxigênio

(DBO).

O lixiviado, contendo alta carga poluidora, pode ocasionar diversos efeitos sobre

o meio ambiente. O potencial de impacto deste efluente está relacionado com a alta

concentração de matéria orgânica, reduzida biodegradabilidade, presença de metais

pesados e de substâncias recalcitrantes (MACIEL, 2005).

2.6.2. Tratamento do Lixiviado

A escolha de um processo de tratamento de lixiviados é uma das etapas mais difíceis

na elaboração e implantação de um aterro sanitário. A alta variabilidade das características

dos lixiviados ao longo do tempo, volume variável e extremamente dependente de

características de ordem hidrogeológica, entre outros, constituem uma árdua barreira a ser

transposta.

Para obter uma boa eficiência no tratamento de lixiviado de aterros, devem-se

ser observados alguns fatores relevantes, como descritos a seguir (HAMADA e

MATSUNAGA, 2000):

• Estimar a vazão do lixiviado ao longo do tempo utilizando um método coerente

de balanço hídrico;

• Estimar a concentração de contaminantes em função da idade do aterro,

geralmente leva-se em consideração para o dimensionamento o valor da DBO;

• Identificar as opções de tratamento e disposição, considerando-se as

características do lixiviado, limitações de lançamento e custos;

• Selecionar e dimensionar o sistema de tratamento e de descarte que reflita as

incertezas operacionais e respectiva flexibilização.

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Para o tratamento de lixiviados empregam-se processos alternativos, destacando-

se: tratamento biológico (Figura 2.6), recirculação do chorume através do aterro

sanitário e tratamento físico químico (IPT/CEMPRE, 2000). Têm-se destacado também,

no cenário mundial, os processos oxidativos avançados – POA.

Figura 2.6 – Lagoa de estabilização. Fonte: SEPLANTEC (2009)

As técnicas que se aplica no tratamento do lixiviado se assemelham com as

utilizadas no tratamento de esgotos: lagoas anaeróbias, facultativas, reatores, digestores,

entre outras. Para o aterro sanitário, utiliza-se com mais freqüência às lagoas anaeróbias

e facultativas, onde ocorre a remoção da carga orgânica do lixiviado, pela ação das

bactérias. Após o tempo em que fica retido na lagoa (tempo de detenção) o líquido deve

estar em condições de ser lançado nos corpos d’água sem risco de contaminação.

A seguir serão citados os sistemas de tratamento de Efluentes Líquidos

existentes no Brasil no que diz respeito ao tratamento de lixiviado de aterros de resíduos

sólidos urbanos existentes hoje na literatura, como: recirculação do lixiviado, os

processos biológicos aeróbios e anaeróbios, tratamento físico-Químico, air stripping,

processos oxidativos avançados, processos de separação por membrana e wetlands.

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2.6.3 Tipos de tratamento de Lixiviado

a) Recirculação do Lixiviado

A Recirculação do Lixiviado tem como objetivo reduzir a vazão efetivamente a

tratar, porém garantindo a manutenção de um nível admissível no interior das células

que não iniba o processo de decomposição dos resíduos, além de assegurar a

estabilidade geotécnica do depósito. A recirculação do lixiviado na área já aterrada é

considerada um método de tratamento uma vez que propicia a atenuação de

constituintes pela atividade biológica e por reações físico-químicas que ocorrem no

interior do aterro. Por exemplo, os ácidos orgânicos presentes no lixiviado irão ser

convertidos em CH4 e CO2. É importante ressaltar que um aterro sanitário é um grande

reator (não controlado) anaeróbio e a recirculação do chorume aumenta o seu tempo

dentro do reator (TCHOBANOGLOUS et al, 1993; McBEAN et al, 1995).

b) Processos biológicos aeróbios e anaeróbios

Os Processos biológicos aeróbios e anaeróbios têm sido amplamente utilizados

como métodos efetivos de remoção de matéria orgânica e demais nutrientes, nos

tratamentos de efluentes industriais e domésticos. A degradação biológica de efluentes

líquidos ainda é o método mais econômico para eliminação de poluentes orgânicos.

Esses processos apresentam diversas configurações. É comum dividir os tratamentos

biológicos aeróbios basicamente em dois grupos, de acordo com o tipo de crescimento

da comunidade microbiana: Biomassa em suspensão, na forma de flocos microbianos

ou Biomassa em meio fixo, na forma de biofilme ou biomassa aderida.

O processo de lodos ativados pode ser definido como um processo no qual uma

cultura heterogênea de microrganismos, em contato com o efluente e na presença de

oxigênio, tem a capacidade de estabilizar e remover a matéria orgânica biodegradável

(HAARSTAD e MAEHLUM, 1999).

O processo de lagoas aeradas é recomendável quando existem grandes áreas de

terra disponíveis, é de elevada eficiência, baixo custo de instalação e manutenção e de

operação fácil e econômica. Apresenta, ainda, a vantagem de ser pouco sensível a

oscilações de sobrecarga orgânica. Atinge alta eficiência de remoção da DBO, podendo

chegar a mais de 90%. No entanto, dependendo da potência de aeração instalada haverá,

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com o tempo, uma deposição de sólidos no fundo da lagoa, reduzindo a eficiência e

necessitando de drenagem ou instalação de um decantador secundário para evitar o alto

teor de sólidos no efluente final (PROSAB, 2006).

No filtro biológico há o contato direto do substrato com o ar atmosférico e com

os microrganismos que se desenvolvem aderidos à superfície do meio poroso. Em

alguns aterros da Noruega estão sendo aplicadas técnicas de filtração simples, utilizando

como meio filtrante casca de árvores, turfas, materiais de construção como madeiras ou

concreto triturado. Os filtros de casca de árvore podem suprir o consumo de O2 na

ordem de 200 a 3.000 mg/L de DQO e 50 a 1.000 mg/L de carbono orgânico total

dependendo do fluxo e do tempo de residência (HAARSTAD e MAEHLUM, 1999).

Os processos biológicos anaeróbios, nas lagoas anaeróbias, a degradação da

matéria orgânica ocorre na ausência de oxigênio. A profundidade destas lagoas está na

faixa de 2,0 a 4,0 m, e podem ocupar áreas menores do que as lagoas aeróbias ou

facultativas. Operam sem muitos cuidados operacionais e, em geral, a remoção de DBO

na lagoa anaeróbia fica em torno de 50%. As lagoas anaeróbias podem ser eficientes

sistemas para reduzir a carga orgânica de etapas subseqüentes de tratamento de lixiviado

(de lagoas aeradas, por exemplo). Os processos anaeróbios têm se mostrado eficientes

na remoção de metais pesados na forma de sulfetos, além de reduções significativas de

DQO (BORCAZZONI et al., 1999; IGLESIAS et al., 2000).

c) Tratamento Físico-Químico

A etapa de Coagulação/Floculação é um processo que visa remover material

coloidal e partículas muito finas que sedimentam muito lentamente; os processos de

coagulação/floculação e precipitação química são empregados para a remoção de

compostos orgânicos não biodegradáveis e de metais pesados encontrados no lixiviado

de aterro sanitários. A floculação das partículas já coaguladas pela ação do eletrólito

resulta das várias forças de atração que atuam entre as partículas “neutralizadas” que se

agregam umas as outras formando os flocos. O processo pode ser conduzido em um ou

mais tanques, sendo constituído de uma etapa de agitação rápida para a coagulação e de

outra de agitação lenta para a floculação. Para testar melhores condições de coagulação-

floculação é utilizado o ensaio de “Jar Test” (NUNES et al, 2004).

Os processos físico-químicos são freqüentemente utilizados em combinação com

o tratamento biológico. Neste caso, a função é eliminar particulados, componentes

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orgânicos refratários e espécies químicas indesejáveis no efluente final, como os metais

pesados. As principais técnicas utilizadas para este fim são: diluição, filtração,

coagulação/floculação, precipitação, sedimentação, adsorção/absorção, troca iônica,

lavagem com ar, separação com membranas (osmose reversa, ultrafiltração), evaporação

natural e vaporização e oxidação química. Os tratamentos químicos são sempre

utilizados em conjunto com processos físicos. Quando aplicados ao lixiviado, os

processos de tratamentos físico-químicos agem principalmente na remoção de carga

orgânica e de sólidos, promovendo uma clarificação do efluente (IPT/CEMPRE, 2000;

QASIN & CHIANG, 1994).

O Processo de Coagulação/Floculação é usualmente obtido pela adição de

agentes químicos, os coagulantes, os quais, através de mecanismo de ligação e adsorção

na superfície de partículas coloidais, anulam as forças de repulsão entre as partículas

coloidais considerado como uma alternativa complementar ao tratamento biológico,

pois sua aplicabilidade e adotada somente para lixiviados considerados antigos e além

da necessidade de utilizar grandes quantidades de produtos químicos e gerar elevadas

quantidades de lodo químico (HAMADA & MATSUNAGA, 2000).

A coagulação/floculação, quando realizada com sais de alumínio e ferro resulta

de dois fenômenos: o primeiro, que é essencialmente químico, consiste nas reações do

coagulante com a água, formando espécies hidrolizadas com carga positiva. Depende da

concentração do metal presente, da temperatura, da quantidade de impurezas e do pH

final da mistura. O segundo fundamentalmente físico consiste no transporte das espécies

hidrolizadas para que haja contato com as impurezas presentes na água (DI

BERNARDO, 1993).

Os coagulantes mais comumente utilizados são sulfato de alumínio, sulfato de

ferro cloreto férrico e clorosulfato de ferro. O percentual de remoção de DQO e COT

obtidos pela coagulação-floculação é geralmente baixo (10-25%) para lixiviados novos,

e moderado (50-65%) para lixiviados com baixa razão DBO5/DQO. Polieletrólitos não-

iônicos, catiônicos ou aniônicos podem ser utilizados como auxiliares da coagulação a

fim de aumentar a taxa de decantação dos flocos, sem provocar uma real melhora na

eficiência de remoção de turbidez (AMOKRANE et al., 1997).

As vantagens dos processos físico-químicos e que estes são rápidos, práticos e

de fácil manipulação, na maioria dos casos, simplicidade dos materiais e da unidade de

tratamento. No entanto, possui a desvantagem de possível produção excessiva de lodo e

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o aumento das concentrações de alumínio ou ferro no efluente final (HAMADA &

MATSUNAGA, 2000).

Hamada et al. (2002) avaliaram alguns processos físicos e físico-químicos no

tratamento de lixiviados do aterro controlado do município de Bauru – SP . O processo

físico utilizado foi o da infiltração. Nesse processo, fez-se passar o lixiviado por tubos

preenchidos com diferentes tipos de solo. Os resultados encontrados variaram de 94,5 a

97% de remoção de DQO. Porém, a partir de um determinado período, a eficiência

reduziu-se a valores abaixo de 50%. Para o processo físico-químico, foi utilizado o

processo de coagulação/floculação. Foram utilizados vários coagulantes e, dentre eles, o

melhor resultado obtido girou em torno de 50% de remoção de DQO e DBO. Contudo,

para se atingir essa eficiência foi necessário utilizar grandes quantidades de coagulante e

observou-se, também, o grande volume de lodo gerado.

d) Air Stripping

Nitrogênio Amoniacal o “stripping” de amônia possui operação simples e de alta

eficiência, ocorre por meio da volatilização da amônia livre (NH3) em meio básico (pH

> 11); sua principal vantagem em relação aos processos biológicos é que substâncias

tóxicas possivelmente presentes não afetam seu desempenho; porém, é um processo

que propicia apenas uma mudança de fase do poluente e não sua degradação. Como

desvantagens têm-se o elevado custo de operação e manutenção, pois é necessário o

controle do pH com agentes químicos, tanto para elevação do pH quanto após o

processo de stripping, é sensível a temperatura, lança consideráveis quantidades de

amônia para atmosfera, odor forte e elevados custos de energia associados a introdução

de ar requerida ( METCALF e EDDY, 2003 ;BIDONE, 2007 apud LINS, 2008).

e) Processos Oxidativos Avançados

Processos Oxidativos Avançados a oxidação química é o processo no qual

elétrons são removidos de uma substância aumentando seu estado de oxidação baseiam-

se na destruição de poluentes via radical hidroxila (OH-); o radical ·OH- é uma espécie

altamente reativa e pouco seletiva; vários orgânicos refratários podem ser destruídos

rapidamente por esses processos; excelente alternativa para o tratamento de líquidos

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com características apresentadas pelo lixiviado como, elevada DQO, reduzida DBO e

presença de espécies recalcitrantes e tóxicas. Mas apresenta um alto custo no tratamento

(PACHECO, 2004). Os Processos Oxidativos podem ser considerados como tecnologias

limpas, isto porque na oxidação química não há formação de sub-produtos sólidos

(lodo), também não há a transferência de fase dos poluentes (como a adsorção em

carvão ativo) e os produtos finais da reação são o CO2 e a H2O. (HUANG et al., 1993;

STEESEN, 1997).

f) Processos de Separação por Membranas

Processos de Separação por Membrana sua tecnologia é caracterizada pelo uso

de membranas específicas desenvolvidas de acordo com o grau de depuração desejado,

em função da natureza e do tipo de solutos e da presença ou não de partículas em

suspensão, membranas com diferentes tamanhos e distribuição de poros são

empregadas, caracterizando os processos conhecidos como microfiltração, ultrafiltração,

nanofiltração e osmose inversa. Esses processos podem ser entendidos como uma

extensão dos processos de filtração clássica que utilizam, nesta seqüência, meios

filtrantes (membranas) cada vez mais fechados, ou seja, com poros cada vez menores.

Problemas relacionados a eventuais limpezas da membrana, para aumentar a sua vida

útil, disposição da corrente concentrada gerada, além do custo elevado das membranas

são relatados (McBEAN et al., 1995).

g) Processos com Sistema Bioquímico

Processos com sistema bioquímico utiliza os wetlands, barreira reativa e

fitorremediação através de plantas aquáticas. Os wetlands naturais são facilmente

reconhecidos como as várzeas dos rios, pântanos, manguezais, as formações lacustres .

Os wetlands construídos são, pois, ecossistemas artificiais com diferentes tecnologias,

utilizando os princípios básicos de modificação da qualidade da água dos wetlands

naturais. A ação depuradora desses sistemas é devido à: absorção de partículas pelo

sistema radicular das plantas; absorção de nutrientes e metais pelas plantas; pela ação de

microorganismos associados à rizosfera; pelo transporte de oxigênio para a rizosfera.

Dentre as vantagens desses sistemas destaca-se o baixo custo de implantação; alta

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eficiência de melhoria dos parâmetros que caracterizam os recursos hídricos

(GSCHLOBL et al, 1998; GOMES et al, 1996; ROBINSON et al, 1991)

Em um aterro de resíduos sólidos, os resíduos passam por processos de

degradação que ocorrem por interações físicas, químicas e biológicas, como pode ser

observado na Figura 2.7. Através desses mecanismos relacionados aos fenômenos de

biodeterioração dos resíduos e somados a água infiltrada forma-se líquidos chamado de

lixiviado ou percolado de elevada carga orgânica e forte coloração. Uma fração gasosa

também é formada no processo de degradação, inicialmente contendo ácidos

carboxílicos e ésteres voláteis, responsáveis pelo odor forte, depois, forma-se o gás

metano que é liberado para atmosfera.

Figura 2.7 - Interações físicas, químicas e biológicas num aterro de RSU. Fonte: Firmo, 2006.

2.6.4 Caracterização e Parâmetros Físico-químicos e Microbiológicos

Os resíduos sólidos urbanos acumulados em aterros contêm alta concentração de

matéria orgânica, reduzida biodegradabilidade, presença de metais pesados e de

substâncias recalcitrantes. O processo de degradação dos compostos orgânicos e

inorgânicos é um fenômeno constituído essencialmente pela superposição de

mecanismos biológicos e físico-químicos, catalisados pelo fator água, presente nos

resíduos pela umidade inicial e pela águas das precipitações que ocorrem quando estes

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estão dispostos em aterro sanitário. Na Tabela 2.9 apresenta-se um resumo das fases da

degradação da matéria orgânica dos resíduos sólidos de aterros sanitários.

Tabela 2.9- Fases da degradação da matéria orgânica dos resíduos sólidos de

aterros sanitários.

FASES OCORRÊNCIAS

I – Ajustamento Inicial - Disposição dos resíduos sólidos no aterro, acúmulo de umidade; - Primeiros recalques; - Início dos processos de estabilização detectados por mudanças nos parâmetros ambientais .

II – Transição - Formação do lixiviado; -Transição da fase aeróbia para a anaeróbia, começando a predominar microrganismos anaeróbios facultativos; -Estabelecimento das condições de óxido-redução; - Aparecimento de compostos intermediários (ácidos voláteis).

III – Formação de ácidos - Predominância de ácidos orgânicos voláteis de cadeia longa; - Decréscimo do pH com conseqüente mobilização e possível complexação de espécies metálicas; -Liberação de nutrientes com nitrogênios e fósforos que serão utilizados como suporte para o crescimento da biomassa; - O hidrogênio é detectado e sua presença afeta a natureza e o tipo de produtos intermediários em formação.

IV – Fermentação metânica - Produtos intermediários que aparecem durante a fase de formação de ácidos são convertidos em CH4 e CO2 -O pH retorna a condição tampão; -Potencial redox nos valores mais baixos; - Precipitação e complexação de metais; - Drástica redução de DQO (medida de lixiviado) com correspondente aumento na produção de gás.

V – Maturação final - Estabilização da atividade biológica, com relativa inatividade; - Escassez de nutrientes e paralisação da produção de gás; - Predominância de condições ambientais naturais; - Aumento do valor do potencial redox com o aparecimento de O2 e espécies oxidadas; - Conversão lenta dos materiais orgânicos resistentes aos microorganismos em substâncias húmicas complexadas com metais.

Adaptado de Bidone e Povinelli (1999).

Na Tabela 2.10 apresentamos o tipo de disposição final do RSU e o tratamento

realizado no lixiviado em algumas cidades do Brasil.

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Tabela 2.10 - Modalidades de destinação final de RSU por localidade e tipo de

tratamento de lixiviado

Cidade Tipo de destinação final Tratamento de lixiviado Recife-PE Aterro Controlado da Muribeca Recirculação de Lixiviado, lagoa anaeróbia, lagoas

facultativas e sistema bioquímico Caruaru-PE Aterro Sanitário de Caruaru Digestor Anaeróbio seguido por um charco articial Manaus –PA Aterro Sanitário de Manaus Recirculação de lixiviado e Biorremediação Belém –AM Aterro Sanitário de Belém Recirculação de lixiviado e Biorremediação Rio de janeiro-RJ Aterro Controlado de Gramacho Tanques de polimento e sistemas nano-filtração Rio de janeiro-RJ Aterro Controlado Zona Oeste Não informado Fortaleza-CE Aterro Sanitário de Caucaia Lagoas Anaeróbias e Facultativas Fortaleza-CE Aterro Sanitário de Aquiraz Lagoas Anaeróbias e Facultativas Goiana-GO Aterro Controlado de Goiana Não informado Extrema-MG Aterro Sanitário de Extrema Lagoas Anaeróbias em serie, seguidos por uma

facultativa e uma de maturação Paracatu-Mg Aterro Sanitário de Paracatu Uma lagoa anaeróbia seguida por uma facultativa Contagem-MG Aterro Sanitário de Perobas Tanque Inhoff seguido de filtro biológico Ipatinga-MG Aterro Sanitário de Ipatinga Reator anaeróbio, lagoa de estabilização, aerador de

cascata e lagoa de maturação Uberlândia-MG Aterro Sanitário de Uberlândia Tratamento primário (grades, retentor de óleo e

desanerador), seguido por RAFA (reator anaeróbio de fluxo ascendente) e filtro biológico

Três Corações-MG Aterro Sanitário de três Corações Uma lagoa anaeróbia seguida por um filtro anaeróbio e uma lagoa facultativa

Biguaçu-SC Aterro Sanitário da Formaco Poço coletor de anaeróbio com circulação forçada, depois um reator UASB que inicia o tratamento físico-químico e posteriormente para um decantador , e depois para um sistema de lagoas composta por lagoa anaeróbia , lagoa facultativa e lagoa de maturação e por fim adição de hipoclorito de sódio para desifectar o líquido tratado.

Belo Horizonte-MG Aterro Sanitário de BH Recirculação de lixiviado. Excedente tratado na ETE do município.

Porto Alegre-RS Aterro Sanitário da Extrema Filtro anaeróbio em leito de brita construído sob o aterro; lagoa de aeração forçada; transporte com caminhão tanque para o cotratamento final em ETE juntamente com esgoto doméstico

Porto Alegre-RS Aterro Sanitário Metropolitano Santa Tecla

Filtro anaeróbio construído sob o aterro, lagoa anaeróbia, lagoa areada, duas lagoas facultativas, leito de filtro de areia

Itaquaquecetuba-SP Aterro Sanitário de Itaquaquecetuba Não tem tratamento, o lixiviado é levado para a estação de tratamento de esgoto do município. Está previsto tratamento químico

Mauá-SP Aterro Sanitário de Mauá 3 reatores e 2 lagoas com agitador (aerador) São Paulo-SP Aterro Sanitário de São João Tratamento na SABESP (esgotos) Santo Andre-SP Aterro Sanitário Uma lagoa anaeróbia e uma facultativa com aerador União da Vitória – PR Aterro Sanitário Não informado Salvador - BA Aterro Sanitário Metropolitano Tratamento no CETREL (resíduos industriais) Palmas - TO Aterro Sanitário Sistema de lagoas de estabilização em série com 01

lagoa anaeróbia, uma facultativa e uma de maturação Araguaína - TO Aterro Sanitário Fossas sépticas e valas de infiltração Guaraí – TO Aterro Sanitário 2 lagoas anaeróbias João Pessoa - PB Aterro Controlado Digestor anaeróbio seguido de fitorremediação

Fonte: Jucá, 2003

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CAPÍTULO 3. MATERIAL E MÉTODOS

Neste capítulo serão apresentadas as etapas realizadas, em laboratório e em casa

de vegetação, para avaliar a eficiência da espécie Moringa oleífera Lam como

fitorremediadora de solos contaminados com metais pesados e no tratamento de

lixiviado de aterros sanitários, bem como estabelecer dosagens de aplicação do extrato

da semente da moringa, por meio de estudos sobre a coagulação, floculação e remoção

de cor, turbidez, DBO, DQO, metais pesados e bactérias presentes no lixiviado.

A Moringa foi selecionada para o estudo em função da capacidade de

multiplicação, produzir grande quantidade de biomassa e por suas sementes

apresentarem capacidade de coagulação e floculação para o tratamento de águas.

Na primeira etapa foi realizado o experimento conduzido durante 120 dias em

casa de vegetação no Departamento de Energia Nuclear (DEN) da Universidade Federal

de Pernambuco, composto de unidades lisimétricas e vasos, onde se acompanhou o

desenvolvimento da planta por meio de medições de altura, diâmetro do caule e

quantidade de folíolos, massa seca da parte área e da raiz. Os tratamentos constituíram-

se de solo Natural (SN), da barreira de empréstimo do aterro, e Solo Contaminado (SC)

por resíduos sólidos urbanos, Composto orgânico e lixiviado coletado na célula

experimental da Chesf e na caixa de vazão da estação de tratamento do aterro

controlado da Muribeca localizado em Jaboatão – PE.

Foram utilizados nos experimentos 18 vasos de plástico com capacidade de 2

litros e 12 lisímetros com capacidade de 80 k de solo, recobertos por humos. Para a

caracterização físico-química das amostras dos solos provenientes do aterro controlado

da Muribeca e da barreira de empréstimo, foram analisados os parâmetros:

granulometria, densidade global, peso específico, pH, limite de liquidez e limite de

plasticidade, análises de macro e micronutrientes. Também foram avaliados os drenados

provenientes dos lisímetros e vasos durante a condução da planta em casa de vegetação.

Os parâmetros físico-químicos determinados foram: demanda química de oxigênio,

demanda bioquímica de oxigênio, pH, Cor, Turbidez, potássio, cálcio, magnésio,

fósforo, zinco, cobre, ferro e manganês. As plantas foram colhidas e separadas em parte

aérea e raiz, sendo lavadas com água destilada. Cada parte foi embalada, catalogada e

seca em estufa de ventilação forçada a 70°C até peso constante, sendo determinado o

peso seco, as amostras vegetais foram trituradas em moinho tipo Willey e passadas em

peneira de 16 mesh, obtendo-se as amostras utilizadas nas análises químicas.

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Na segunda etapa foram realizados, em laboratório, pré-teste e testes com

lixiviado bruto, utilizando o extrato (polpa) da semente de Moringa oleífera Lam no

JAR - TEST para obtenção da dosagem ideal, a semente foi utilizada como pré-

tratamento de lixiviado de aterro, na remoção de cor, turbidez, DQO, DBO e bactérias

presentes no lixiviado do Aterro da Muribeca. Foi realizada a caracterização completa

do lixiviado utilizado na pesquisa. Por fim, foi avaliada a eficiência da semente da

moringa para o tratamento do lixiviado.

3.1 Coleta das amostras de Solo, Lixiviado, Moringa oleífera Lam e

Composto orgânico

3.1.1 Coleta das amostras de solo

O solo utilizado nos experimentos foi proveniente do Aterro Sanitário da

Muribeca o qual se situa no município de Jaboatão dos Guararapes, Pernambuco

próximo ao eixo da integração Prazeres – Jaboatão, distando 16 km do centro de Recife.

A Figura 3.1 e 3.2 apresenta a localização da Central de Disposição Final de

Resíduos Sólidos Urbanos da Muribeca.

Figura 3.1 - Localização da Central de Disposição Final de Resíduos Sólidos

Urbanos da Muribeca, Recife – PE

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Essa unidade sanitária recebeu aproximadamente 2.600 ton/dia de Resíduos

Sólidos Urbanos (RSU) até o ano de 2008, das cidades de Recife e Jaboatão dos

Guararapes, a uma taxa de aproximadamente de 1.000.000 ton/ano (LINS, 2008).

Possui uma área de 60 ha na bacia hidrográfica do rio Jaboatão, onde nasce um córrego

(sem nome) que vai desaguar no rio Muribequinha, afluente da sua margem direita.

A área da célula da CHESF (Figura 3.2) situa-se entre as seguintes coordenadas

UTM: 280.985 e 281.082 Leste 9.096.682 e 9.096.634 Norte. A célula utilizada na

pesquisa foi encerrada em 2006

 

Figura 3.2. Vista aérea do aterro sanitário da Muribeca, Recife – PE

Essa unidade sanitária recebeu aproximadamente 2.600 ton/dia de Resíduos

Sólidos Urbanos (RSU) até o ano de 2008, das cidades de Recife e Jaboatão dos

Guararapes, a uma taxa de aproximadamente de 1.000.000 ton/ano (LINS, 2008).

Possui uma área de 60 ha na bacia hidrográfica do rio Jaboatão, onde nasce um córrego

(sem nome) que vai desaguar no rio Muribequinha, afluente da sua margem direita.

A Estação de Tratamento de Lixiviado (ETL) utiliza o tratamento biológico

através de lagoas de estabilização.

Duas amostras de solos foram coletadas. Uma de referência, em solo natural da

área de empréstimo da cobertura do aterro e a outra proveniente da célula experimental

da Chesf do Aterro da Muribeca. O procedimento da coleta foi segundo a metodologia

da Embrapa (1999). A coleta das amostras de solo foi realizada com auxilio de uma

Célula da Chesf

AAtteerrrroo SSaanniittáárriioo

ddaa MMuurriibbeeccaa

Lagoas de tratamento do lixiviado

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enxada, um cavador e uma pá (Figuras 3.4) com profundidades entre 20-40 cm para se

conhecer as condições do solo na profundidade e as influências que irão exercer no

crescimento das raízes, a porção coletada em cada ponto de coleta foi andando em

ziguezague na área da célula (Figura 3.3), as amostras coletadas foram colocadas em um

balde plástico limpo e muito bem misturadas, de onde foi tirado aproximadamente 500 g

para enviar aos laboratórios para analises. Cada amostra foi identificada sendo

etiquetada com um número contendo uma ficha de informações complementares das

amostras de solo.

ESTACIONAMENTO

Gra

ma

GÁS 02QUEIMADOR

LEGENDA:BERMA

EDIFICAÇÃO

DRENO DE GÁSMEIO FIO

TALUDE

ESCALA:1/200

CHES

F

PC - 1

PC - 2

PC - 3

PC - 4

PC - 5

PC - 6

PC - 7

PC - 9

PC - 8

PC - 10

PC - 11

PC - 12

PC - 13

PC - 14

PONTO DE COLETA DO SOLO

GÁS 01

GÁS 04

GÁS 05

GÁS 03

Figura 3.3 – Croqui da disposição da coleta das amostras de solo da célula

experimental da Chesf do Aterro da Muribeca. Caminhamento em zigue-zague para

coleta de amostras de solo.

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Figura 3.4 – Coleta do Solo para montagem do experimento.

3.1.2 Coleta das amostras dos Lixiviados

As amostras do lixiviado utilizado na pesquisa foram coletadas e estocadas em

bobonas de polietileno para a realização da irrigação duas vezes ao dia dos vasos do

tratamento SCLV com volume de 100 ml aos 30 dias, 150 ml aos 60 dias 200 ml aos 90

dias e 250 ml aos 120 dias de lixiviado bruto (Solo Contaminado Irrigado com

Lixiviado em Vasos) do experimento em casa de vegetação. Estas amostras foram

acondicionadas a 4ºC, de acordo com a metodologia de conservação do Standard

Methods for Examination of Water and Wastewater (APHA, 2005), com o objetivo de

minimizar o potencial de volatilização ou biodegradação (Figura 3.5).

Figura 3.5 - Coletas das amostras do lixiviado proveniente da caixa da entrada

do Afluente localizada na estação de tratamento do Aterro da Muribeca.

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Durante a pesquisa foram realizadas quatro coletas de lixiviado proveniente da

caixa de vazão localizada próximo à lagoa de decantação da estação de tratamento do

Aterro da Muribeca (Figura 3.6), nos meses de Maio (amostra 1), julho (amostra 2),

Agosto (amostra 3) e Setembro ( amostra 4) de 2009. O lixiviado coletado foi utilizado

na pesquisa para irrigar os vasos do tratamento SCLV e para os ensaios referentes ao

tratamento do lixiviado utilizando o extrato de pó da semente de moringa, ressalta-se

que todas as análises foram realizadas em triplicata.

Figura 3.6- Ponto de coleta do lixiviado da estação de tratamento do Aterro da

Muribeca

3.1.3 Coleta e Preparação da Moringa oleífera Lam para os experimentos

As sementes da Moringa oleífera Lam foram colhidas em árvores do sitio São

Bento localizado em São Bento do Una/PE e Bom Jardim/PE em duas épocas, abril e

maio de 2009, totalizando 10 kg de material vegetal. Depois de colhidas, as sementes

foram secas ao ar e divididas, 1 kg para produção de mudas a serem utilizadas no

experimento da casa de vegetação e o restante para produção de extrato a ser utilizado

nos ensaios de tratabilidade do lixiviado do aterro.

Após secas, a sementes foram descascadas manualmente e armazenadas para

posterior preparo do extrato representado no fluxograma 3.7 e na Figura 3.8.

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Figura 3.7 – Fluxograma de Preparo do extrato da semente de moringa

Para a obtenção do coagulante natural extraído das sementes de Moringa

oleífera Lam utilizou-se o seguinte procedimento: retirou-se a casca das sementes e

trituraram-se as mesmas com o uso de um pilão até se obter um pó (Figura 3.7).

Misturou-se o pó em água destilada utilizando uma porcentagem de 5% do peso de pó

sobre o volume de água. Agitou-se por 5 minutos no agitador manual. Aguardou-se 5

minutos após a agitação para a utilização da solução coagulante.

(a) (b)

Figura 3.8 – Pesagem das sementes de Moringa oleífera Lam (a) Trituração das

sementes com o uso de um pilão até se obter um pó (b).

O extrato foi adicionado nos reatores do aparelho de JAR TEST contendo o

lixiviado.

Coleta de semente

Secagem da semente

Pesagem das

sementes

Trituração das

Sementes

Peneiramento da semente

Extrato da semente de moringa

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3.1.4 Coleta do Composto orgânico

O composto orgânico (produzido no próprio aterro utilizando restos de poda de

árvores) utilizado foi coletado no aterro sanitário da Muribeca para germinação e

produção das mudas em solo contaminado (Solo Contaminado irrigado com água em

lisímetro (SCAL) e Solo Contaminado irrigado com lixiviado em vaso (SCLV)) e para

testemunha (Solo Natural irrigado com água em lisímetro (SNAL)) o composto

orgânico utilizado foi fornecido pela Fazenda Nossa Senhora das Graças em

Moreno/PE. O substrato podem ser definidos como o meio adequado para sua

sustentação e retenção de água, oxigênio e nutrientes, além de oferecer pH compatível e

ausência de elementos químicos em níveis tóxicos. As características químicas do

composto utilizado nos lisímetros e vasos foram analisados quanto ao teor de macro e

micronutrientes pelo Laboratório de Análises Agrícolas Ltda –Labfert.

3.2. Ensaios de Caracterização Física e Química antes e após experimentos

Nos solos, provenientes do aterro controlado da Muribeca e da barreira de

empréstimo, foram realizados os seguintes ensaios para a caracterização física:

granulometria, densidade global, peso específico, pH, Limite de Liquidez (LL) e Limite

de plasticidade (LP), realizados no laboratório de Física do Solo – UFPE de acordo com

a metodologia da Associação Brasileira de Normas Técnicas: Preparação de Amostras –

ABNT (1986), Análise Granulométrica - ABNT (1984), Massa Específica dos Grãos

dos Solos – ABNT (1984), Limite de Liquidez - ABNT (1984), Limite de Plasticidade -

ABNT (1984), determinação dos teores de argila, silte e areia, grau de floculação,

densidade e umidade do solo foram realizadas no inicio e no final do experimento de

acordo com os métodos descritos pela ABNT (1986; 1984).

Para a caracterização química dos solos antes e após os experimentos foram

realizadas as seguintes determinações: macronutrientes e metais pesados realizados no

Departamento de Energia Nuclear - DEN e no Laboratório de Engenharia Ambiental e

da Qualidade do Departamento de Química da UFPE Cu, Fe, Mn, Zn, e Cr de acordo

com a metodologia descrita no STANDARD METHODS, 2005.

Também foram realizadas pelo Laboratório de Análises Agrícolas Ltda –Labfert,

análises de macro e micronutrientes no solo. Os parâmetros analisados foram: pH,

sódio, potássio, cálcio, magnésio, hidrogênio, alumínio trocável, ferro, cobre, zinco e

teor de matéria orgânica, seguindo a metodologia da EMBRAPA (1997). Ao final do

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experimento foram realizadas as mesmas analises para o solo do topo e da base dos

lisímetros e vasos. As analises foram realizadas em triplicata.

3.2.1 - Caracterização do lixiviado do aterro

As análises físico-químicas foram realizadas no Laboratório de Geotecnia

Ambiental, do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de

Pernambuco, no Laboratório de Engenharia Ambiental e da Qualidade do Departamento

de Química da UFPE (LEAQ) e pelo Laboratório de Análises Agrícolas Ltda - Labfert

enquanto que as análises microbiológicas foram realizadas no Laboratório de

Microbiologia Industrial, no Departamento de Engenharia Química da Universidade

Federal de Pernambuco.

Os parâmetros de controle ambiental analisados na caracterização do lixiviado

do aterro e nos ensaios de tratabilidade foram pH, DBO5, DQO, Cor, turbidez,(

realizados em triplicata) e, metais pesados, coliformes totais e fecais (em duplicatas),

determinados segundo o STANDARD METHODS, 2005, exceto para coliformes para

os quais se utilizou a técnica descrita por Colilert® (reagentes Idexx, EUA).

Na Tabela 3.1 são apresentados os parâmetros determinados e métodos

empregados nas análises de lixiviado antes e após experimentos.

Tabela 3.1. Parâmetros determinados e métodos empregados nas análises

Parâmetros Métodos de análise Turbidez

Coliformes Termotolerantes

E. coli

Cor

DBO5

DQO

pH

Metais (Fe, Mn, Zn, Cr, Cu)

Turbidímetro

Tubos múltiplos

Tubos múltiplos

Fotocolorimétrico SMEWW 2120 C

Eletrométrico com membrana

Eletrométrico com membrana

Potenciométrico

Espectrofotometria de Absorção Atômica

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3.3. Experimento em casa de vegetação

3.3.1 Dispositivo experimental da casa de vegetação

O experimento foi realizado na casa de vegetação do Departamento de Energia

Nuclear – DEN da UFPE. Foi dividida em duas fases, uma em colunas de solo, que

funcionaram como lisímetros de drenagem e a outra em vasos. Foram produzidas

mudas de moringa em sacos de polietileno e com 15 dias de germinadas foram

transplantadas para os lisímetros (contendo 70 kg de solo e 500 gramas de húmus) e

vasos (2,5 kg de solo e 250 gramas de húmus) a temperatura média diurna foi de 30,6C

e a noturna de 26C, sendo conduzidas por um período de 120 dias.

3.3.2 Instalação dos lisimetros

3.3.1 Preparação

A Moringa foi cultivada através de sementes, com a introdução de 02 sementes

por saco, no dia 15 de maio de 2009. Estas sementes germinaram 3 dias depois ( Figura

3.9 a). Não foi feito desbaste após a germinação, permitindo a presença das duas plantas

mais vigorosas. Foram transplantadas em forma de mudas no dia 01 de Junho de 2009

após 15 dias de germinação (Figura 3.9 b), sendo que cada lisímetro e vaso receberam

uma muda. As mudas foram previamente germinadas em solo contaminado e em solo

natural utilizado uma mistura de casca e folhas em forma de composto orgânico

analisado segundo a metodologia da EMBRAPA pelo Laboratório de Fertilidade do

Solo- Labfert.

Para a realização dos ensaios montou-se um aparato experimental (Figura 3.10),

composto de doze lisímetros constituídos de um cano de PVC com área circular de 20

cm, com capacidade para 80 kg de solo, contendo 1 orifício na base para coleta de

lixiviado e de 18 vasos de plástico com capacidade de 3 litros. O solo contaminado por

resíduos sólidos urbanos da célula da Chesf do Aterro Sanitário e o solo natural da

barreira de empréstimo na Muribeca, foram coletados, a profundidade de 20 cm, foi

seco ao ar, homogeneizado, e passado em peneira de 2,0 mm de malha. Posteriormente

foi colocado em cada unidade lisimétrica e nos vasos sendo recobertos por composto

orgânico produzido no próprio aterro utilizando restos de poda de árvores. Cada

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lisímetro recebeu 70 k de solo e 500 gramas de húmus como adubação básica e cada

vaso 2,5kg de solo e 250 gramas de húmus.

Figura 3.9 - Germinação da Moringa no solo natural (a) mudas de Moringa com

15 dias de germinação em sacos de polietileno(b).

Figura 3.10, aparato experimental composto estação lisimétrica e vasos.

Figura 3.10 - Aparato experimental composto de estação lisimétrica e vasos com

60 dias de germinação

(a) 3 dias (b) 15 dias

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51

3.3.2 Descrição dos tratamentos

No experimento da casa de vegetação padronizaram-se os tratamentos pelo número da

unidade lisimétrica conforme a Tabela 3.2.

Tabela 3.2- Descrição dos tratamentos

3.3.3 Condução da Moringa nos lisímetros e vasos

Durante a condução do experimento foram feitas avaliações na planta

relacionadas aos Parâmetros agronômicos descritos a seguir:

• Número de plantas - a contagem do número de plantas realizada

quinzenalmente foi efetuada para subsidiar a análise da toxidade do solo.

• Altura de plantas – Realizada quinzenalmente durante todo experimento,

realizou-se o monitoramento das alturas das mudas a altura das plantas foi verificada

com o auxílio de uma trena medindo-se desde a base até o ápice.

• Diâmetro do colmo - determinou-se o diâmetro do colmo com o auxílio de um

paquímetro na altura correspondente a 1/3 a partir da base foi realizada quinzenalmente.

• Número de folhas (folíolos) - contagem dos folíolos realizada quinzenalmente.

• Irrigação - irrigação realizada duas vezes por dia durante a condução do

experimento. Nos vasos do tratamento com Lixiviado - SCLV (Solo Contaminado

Irrigado com Lixiviado em Vasos) o volume irrigado foi de 100 ml aos 30 dias, 150 ml

aos 60 dias, 200 ml aos 90 dias e 250 ml aos 120 dias. Nos lisímetros dos tratamentos

com SNAL e SCAL o volume de água foi de 200 ml aos 30 dias, 300 ml aos 60 dias

400 ml aos 90 dias e 500 ml aos 120 dias.

Lisímetro( L) e Vasos(V) Tratamentos

L1 a L6 - 6 SNAL - Solo Natural irrigado com água em Lisímetro

L7 a L12 - 6 SCAL - Solo Contaminado irrigado com água em Lisímetro

V7 a V12 - 6 SNAV - Solo Natural irrigado com água em vaso

V13 a V18 - 6 SCAV - Solo Contaminado irrigado com água em vaso

V1 a V12 - 12 SCLV - Solo Contaminado irrigado com Lixiviado em vaso

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52

Os parâmetros relativos às avaliações do desenvolvimento da cultura foram

determinados com a média das medições em 06 plantas por lisímetro e 06 plantas por

vaso.

As avaliações do crescimento das plantas foram realizadas conforme

metodologia descrita por Benicasa (2003), da etapa de plantio até o desmonte do

experimento (Figuras 3.11 e 3.12).

Figura 3.11 – Condução do experimento nos Lisímetros e vasos (a) altura das mudas

em lisímetros e (b) altura das mudas em vasos.

Figura 3.12 – (a) Avaliação do diâmetro do caule e (b) irrigação dos lisímetros com

água.

(a) Altura da muda em lisímetros (b) Altura da muda em vasos

(a) Diâmetro (b) Irrigação

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53

3.3.4 Coleta e análises químicas realizadas nos lixiviados obtidos dos lisímetros,

vasos e análise de metais pesados realizados nos tecidos vegetais.

A coleta do lixiviado, nos lisímetros e vasos, para avaliação foi realizada, de

acordo com a drenagem natural. Foram realizadas duas coletas, uma com 30 dias após

o transplatio das mudas, e a segunda, três meses após (120 dias). Os parâmetros físico-

químicos determinados foram: demanda química de oxigênio (DQO), demanda

bioquímica de oxigênio (DBO), pH , cor , turbidez ,potássio (K), cálcio (Ca), magnésio

(Mg), fósforo (PO4), zinco (Zn), cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn), Todos os

parâmetros foram determinados segundo o Standard Methods, 2005 e pela EMBRAPA

(1999) realizadas no Laboratório de química da Universidade Federal de Pernambuco,

no Laboratório de Análises Agrícolas – LABFERT e no Laboratório de Fisiologia

Vegetal do DEN da Universidade Federal de Pernambuco. As análises dos lixiviados

drenados nos lisímetros e vasos foram realizadas em triplicata.

Foram realizadas análises de metais no inicio e no final do experimento, no

solo, no lixiviado e nos tecidos vegetais. No lixiviado foram realizadas análises de

DBO, DQO, pH, Cor, Turbidez e Metais pesados. O método utilizado para

determinação dos metais foi por absorção atômica, utilizando espectrofotômetro de

absorção atômica Spectraa 10 plus, sendo a digestão da solução com HNO3 e HCl 1:1.

Para os tecidos vegetais utilizou-se HNO3 e HClO4 4:1 (STANDARD METHODS,

2005).

Nos Tecidos Vegetais foram realizadas análises de metais pesados (Fe, Mn, Zn,

Cu e Ni) e macronutrientes nas folhas, caule e raiz, avaliando-se a massa seca aérea

(msa) e massa seca raiz (msr). O método utilizado para determinação dos metais foi o

mesmo descrito para o lixiviado. Quanto ao desenvolvimento da raiz a análise foi

visual. As analises foram realizadas em triplicata.

3.3.5 Análises estatísticas para o crescimento de planta, biomassa da parte área e

raiz e macronutirentes

Para análise do crescimento de plantas utilizou-se a estatística descritiva (média

e desvio-padrão). Para biomassa da parte aérea e raiz e macronutrientes aplicou-se a

análise estatística para dados balanceados segundo modelo SISVAR (FERREIRA,

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2006) e o teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidades para comparação das médias

dos tratamentos ao longo do tempo.

3.4 Experimento de Laboratório - Ensaios de Jar test

Chama-se dosagem ideal, aquela que com a menor quantidade de coagulante

dosado, se consiga obter a maior redução em termos de cor, turbidez e pH do lixiviado,

no menor espaço de tempo possível. Descoberta a dosagem ideal, geralmente, passa-se a

determinar vários outros parâmetros, tais como: odor, DBO5 e DQO, além de outros,

para se avaliar a qualidade do lixiviado clarificado.

Para se definir a dosagem ideal foram realizados 8 ensaios de

coagulação/floculação, com diversas dosagens do extrato da semente de Moringa

oleífera Lam, em amostras de lixiviado, na tentativa de se descobrir a eficiência do

extrato como coagulante ou como auxiliar de coagulação e qual seria a melhor dosagem

(dosagem ideal), de cada um, necessária para provocar a coagulação/floculação de um

lixiviado bruto.

O aparelho utilizado para os ensaios de coagulação/floculação funciona como

um reator estático, denominado Jar-Test (Figura 3.13). Este equipamento é constituído

por um suporte metálico, coberto com uma lamina fina de PVC branco, que abriga duas

lâmpadas fluorescentes. Acima deste suporte estão colocadas seis cubas em acrílico com

capacidade de 2 litros cada com um coletor de amostra no centro da cuba. A agitação é

promovida por um conjunto de polias e correia, acionando um eixo com pás. A

distribuição dos reagentes são simultâneos, através dos distribuidores superiores.

Figura 3.13- Equipamento de ensaio de coagulação utilizado nos testes (Jar-test)

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Os ensaios de coagulação/floculação foram divididos em pré-teste e testes. O

pré-teste 1 foi efetuados com o objetivo de definir os intervalos de diluição do extrato

das sementes de Moringa oleífera Lam para tratamento do lixiviado com eficiência,

variando de 25 a 150 g/L (Tabela 3.3). No Pré-teste 1 a avaliação consistiu apenas dos

parâmetros: Cor, Turbidez e pH. Já nos testes 1 e 2 foram avaliados os parâmetros de

pH, Cor, Turbidez, DQO, DBO e coliformes bem como a determinação da melhor

dosagem

Tabela 3.3 - Etapas e Dosagens de Coagulante da Moringa oleífera Lam por Tratamento

Tomando por base o pré-teste realizado, definiu-se que a melhor diluição a ser

utilizada nos Testes 1 e 2 estaria compreendida entre 12 e 75 g/L (comparando-se a

redução nos parâmetros de tratamento selecionados e a dosagem mínima que atendesse

eficiência/economia). Para se chegar a melhor dosagem deste coagulante para tratar o

lixiviado foram realizados os Testes 1 e 2, em triplicata, aplicando-se testes estatísticos.

Em relação às analises de metais, em função de custos, foram realizadas em duplicatas

nas dosagens mínima, intermediária e máxima adotadas.

Inicialmente foi adicionado a cada cuba 1 litro de lixiviado bruto a ser tratado.

Após a adição dos coagulantes, nas dosagens indicadas para cada tratamento, iniciou-se

a fase de mistura rápida. As velocidades foram fixadas em 120 rpm durante 30 minutos

e, após ficarem em repouso por duas horas, foram coletadas. Ao longo da sedimentação,

em intervalos específicos de duas horas, foram coletadas amostras para realização das

análises de pH, cor aparente e turbidez.

Os valores do pH de coagulação utilizados não foram corrigidos. Após o término

das etapas de coagulação/floculação/sedimentação, foi coletada uma amostra de cada

cuba de aproximadamente 100 mL. Os parâmetros cor e turbidez foram avaliados por

meio de análise realizada em espectrofotômetro HACH DR/2010, segundo

procedimento recomendado pelo Standard Methods (APHA, 2005).

Dosagem de Coagulante por Ensaio ........................................................g/L.....................................................

Teste Tratamento 1

Tratamento 2

Tratamento 3

Tratamento 4

Tratamento 5

Tratamento 6

Pré-teste 1 25 50 75 100 125 150

Teste 1 12,5 25 26 37,5 50 75

Teste 2 12,5 25 37,5 50 62,5 75

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CAPÍTULO 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Os resultados estão apresentados de forma a discutir em primeiro lugar a

caracterização do solo e do lixiviado empregados na pesquisa, bem como os resultados

das investigações dos experimentos em casa de vegetação, relativos à remoção dos

metais pesados do solo contaminado do aterro, a fitorremediação da Moringa oleífera

Lam e sobre a qualidade dos lixiviados drenados nos lisímetros e vasos, submetidos às

diferentes dosagens de água e lixiviado in natura. Em seguida, aborda-se o

desenvolvimento da Moringa no solo contaminado. Finalmente, a avaliação da melhor

dosagem de extrato de sementes de Moringa oleífera Lam para tratabilidade do

lixiviado de aterro foi determinada.

4.1 Caracterização Física e Química dos solos antes e após os experimentos

São apresentadas as análises físicas e químicas dos solos utilizados para

mostragem dos experimentos (solo natural e solo contaminado) antes e após o período

de incubação em casa de vegetação com a adição de água e lixiviado (solo

contaminado) com a finalidade de se avaliar a influência de descontaminação pela

Moringa oleífera Lam.

4.1.1 Caracterização Física dos solos antes e após experimentos

As curvas granulométricas do solo da barreira de empréstimo (SNAL), e do solo

contaminado antes e após de percolado por agua e por lixiviado tanto no topo quanto na

base das amostras dos vasos e lisímetros são apresentados nas Figuras 4.1 , 4.2 e 4.3. Os

valores dos percentuais de pedregulho, areia, silte e argila, bem como os valores dos

limites de liquidez e índice de plasticidade são apresentados na Tabela 4.1

Tanto o solo da barreira de empréstimo (SN) quanto o solo contaminado (SC)

são identificados na classificação unificada como Silte de Baixa Compresibilidade

(ML). A fração argila do solo de barreira de emprestimo (41%) é maior que o solo

contaminado (32%).

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Tabela 4.1 - Curva granulométrica , Limite de Liquidez e Índice de plasticidade

dos solos antes e após experimentos no topo e base de lisímetros e após os ensaios em

vasos.

Amostra Granulometria Limites

Pedregulho Areia Silte Argila %<2µ LL IP

SNAL Percolado Por Água

Antes 2 48 9 41 39 47 17,5

Após

Topo 0 46 12 42 40 49,5 21,62

Base 0 46 10 44 42 52,5 20,56

SCAL

Percolado Por Água

Antes 0 44 24 32 24 49 15,44

Após Topo 0 40 31 29 22 49 14,28

Base 0 39 33 28 23 54 11,72

SCLV Percolado

Por Lixiviado

Antes 0 44 24 32 24 49 15,44

Após 0 45 27 28 19 51,6 12,42

SNAL- Solo Natural , SCAL – Solo Contaminado , SCLV – Solo Contaminado com Lixixiado

A percolação por água no solo da barreira de empréstimo causa uma redução na

fração areia de 2%, um acréscimo de silte de 1% e um acréscimo de argila de 3%, há

um acréscimo de fração mais fina do solo na base dos Lisímetros

No solo contaminado, a percolação da d’água causa uma redução de 5% de

areia, um acréscimo de silte de 9% e uma redução de argila de 4%; há uma

concentração maior de silte por fraguementação da fração areia e por aglutinação da

fração argila. No solo contaminado a percolação do lixiviado causa um acréscimo de

1% na areia, um acréscimo de 3% de silte e uma redução de 4% de argila.

A percolação da água e do lixiviado no Solo Natural e Contaminado eleva os

valores dos limites de liquidez. O indice de plasticidade do solo natural aumenta quando

percolado por água e no solo Contaminado reduz quando percolado por água e por

Lixiviado.

Pode-se verificar que a percolação da água e do lixiviado causam pequenas

alterações na composição granulometrica do solo ; bem como nos valores dos Limites

de Liquidez e no Índice de Plasticidade.

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Figura 4.1 Curva granulométrica do solo barreira de empréstimo da Muribeca (a) Solo

Natural antes e após no (b) Topo e na (c) Base

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Figura 4.2- Curva granulométrica do solo contaminado da célula experimental (CHESF)

de resíduo da Muribeca (a) Solo contaminado antes e após no (b) Topo e na (c) Base

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Figura 4.3- Curva granulométrica do solo contaminado da célula experimental

(CHESF) de resíduo da Muribeca após percolado por lixiviado das amostras dos vasos

Os ensaios comparativos de granulometria permitiram concluir que a fração

argila, tanto no solo natural quanto no Solo Contaminado antes e após serem

percolados por água ou por Lixiviados encontram-se floculada.

4.1.2 Caracterização Química do Solo

Os resultados da caracterização química do solo obtidos nos experimentos em

lisímetros e vasos, com o solo natural (SNAL), solo contaminado (SCAL) e solo

contaminado irrigado com lixiviado (SCLV) após irrigação com os diferentes líquidos,

são apresentados na Tabela 4.2, mostram valores do pH; Na+, K+, Ca2+, e Mg2+; Al3+, e

H+. Foram calculados, de acordo com o novo sistema de classificação de solos da

Embrapa (1999): a Soma das Bases (S); a Capacidade de Troca Catiônica (CTC);

Retenção de Cátions (RC); a Atividade da Fração Argila (Tr); o Grau de Saturação por

Bases (V); a Saturação por Alumínio (m).

Na Tabela 4.2 são apresentados a Caracterização química do solo antes e após

condução do experimento em casa de vegetação. Foram também colocados na Tabela

4.2 os valores dos líquidos percolantes.

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Tabela 4.2 - Caracterização química do solo antes e após condução do experimento em casa de vegetação.

SOLO pH pH Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Al3+ H+ S CTC RC Tr V m MO H2O Solo -----------------------------cmolc/kg----------------------------- ------------%--------------SNAL 6,5 4,8 7,50 30,00 0,80 0,34 0,96 3,16 1,26 5,38 5,28 12,80 23,42 43,24 1,70 L1 Topo 7,0 6,5 71,00 48,00 2,81 0,68 0,91 2,31 3,90 5,47 11,45 13,02 49,31 5,76 2,20 Base 5,3 18,00 35,00 0,80 0,35 0,35 1,70 1,31 4,44 3,95 10,57 28,19 21,00 1,70 L3 Topo 7,2 6,0 69,00 45,00 2,78 0,67 0,34 1,69 3,90 5,72 10,09 13,61 47,43 6,28 2,30 Base 5,4 17,00 33,00 0,79 0,33 0,90 2,30 1,31 4,53 5,26 10,78 29,57 26,00 1,80 L4 Topo 7,0 5,8 70,00 46,00 2,80 0,68 0,35 1,69 3,90 5,94 10,11 14,14 55,66 8,24 2,40 Base 5,2 17,50 34,00 0,80 0,34 0,90 2,30 1,31 4,51 5,26 10,73 29,05 40,72 1,80 Média Topo 6,1 70,00 46,03 2,80 0,67 0,90 1,89 3,90 5,71 10,55 13,54 50,08 6,76 2,3 Base 5,3 17,03 34,00 0,80 0,34 0,35 2,10 1,31 4,49 4,82 10,69 47,74 29,00 1,76 SCAL 6,5 5,6 19,50 86,0 2,30 0,74 0,50 1,72 3,34 5,56 10,97 15,88 60,07 13,02 3,00 L8 Topo 7,5 6,9 100,0 200,0 4,50 1,22 0,10 1,68 6,67 8,45 21,15 26,40 78,93 1,48 4,00 Base 6,4 70,0 82,0 2,40 0,80 0,40 2,62 3,71 6,73 12,84 21,03 55,13 9,73 2,60 L10 Topo 7,4 6,8 78,00 92,0 4,10 1,02 0,35 1,96 4,51 7,25 15,18 22,65 71,05 3,40 3,53 Base 6,5 76,00 78,0 2,50 0,80 0,45 1,65 3,82 6,88 13,34 21,05 69,87 10,04 2,62 L12 Topo 7,6 6,2 70,00 82,0 3,10 0,80 0,25 1,86 4,41 6,52 14,56 20,37 67,64 5,36 2,80 Base 5,9 75,00 76,0 2,45 0,71 0,45 1,60 3,73 5,78 13,06 18,06 64,53 10,77 2,60 Média Topo 6,6 82,67 125 3,90 1,01 0,23 1,83 5,19 7,40 16,96 23,14 72,54 3,41 3,44 Base 6,2 73,66 78,7 2,47 0,77 0,43 1,95 3,75 6,46 13,08 20,04 63,17 10,17 2,60 SCLV 8,3 5,6 19,50 86,0 2,30 0,74 0,50 1,72 3,34 5,56 10,97 15,88 60,07 13,02 3,00 V2 Topo 7,7 7,6 320 360 6,25 1,56 0,05 1,87 10,12 9,09 33,09 30,03 91,25 0,49 4,79 V5 Topo 8,0 6,7 310 440 6,60 2,04 0,05 2,62 6,55 7,38 22,00 24,06 83,33 0,81 6,15 V7 Topo 7,8 7,5 330 365 6,30 1,66 0,05 1,96 10,05 10,0 33,66 33,33 86,18 0,52 5,38 V9 Topo 7,9 7,2 300 430 6,30 2,02 0,05 1,65 6,45 9,16 21,66 30,53 92,43 0,78 5,61 V11Topo 7,8 7,0 299 390 6,20 2,0 0,05 1,86 6,13 10,2 20,06 33,04 81,00 0,55 4,67 Média 7,8 7,2 312 397 6,33 1,84 0,05 1,99 7,86 9,2 26,24 30,19 86,83 0,63 5,32

Legenda (fórmulas utilizadas): S = Na+ + K+ + Ca2+ + Mg2+; CTC = Na+ + K+ + Ca2+ + Mg2+ + Al3+ + H+;

(%)ilaargAlS100RC

3++=

; argila(%)CTC100Tr =

; TS100V =

; +

+

+= 3

3

AlSAl100m

Na – sódio; K – potássio Ca – cálcio; Mg – magnésio; Al – alumínio H- hidrogênio; S – soma de bases ;CTC – capacidade de troca de cátions; RC - Retenção de Cátions; Tr - Atividade da Fração Argila ;V – saturação por bases ; m - Saturação por Alumínio; M.O. - matéria orgânica; SNAL- Solo Natural Água Lisímetros; SCAL - Solo Contaminado Água Lisímetros ; SCLV - Solo Contaminado Lixiviado Vaso.

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62

O Solo Natural (SN) antes de ser percolado pela água apresenta pH = 4,8 ácido

(< 7). A Capacidade de Troca de Cátions (CTC = 5,38 cmolc/kg é baixa (< 27

cmolc/kg) típica de argilo-mineral caulinita. O valor de Saturação de Base (V= 23,42

%) é menor que 50 % tratando-se de um solo distrófico (V< 50 % tratando-se de um

solo pouco fértil), o teor de Matéria Orgânica é baixo.

O teor de potássio encontrado no Solo Natural antes do tratamento é considerado

baixo, sendo observado após o tratamento o aumento para o potássio com a adição de

composto orgânico, sendo em maior proporção no topo do que na base. Segundo Tomé

Jr (1997), independente do tipo de solo, geralmente os teores de potássio são menores

que 3 mg kg-1 e altos acima de 30 mg kg-1.

Ao final do período de experimentação, o solo natural (SNAL) tratado com água

da rede de abastecimento apresenta tendência ao aumento do pH no topo e diminuiu na

base. O Na+ tem comportamento semelhante ao K+, Ca2+, Mg2+, Al3+, H+, S cresce no

topo e diminui na base. Ocorrendo o mesmo com a Saturação por Bases, Capacidade de

Troca de Cátions, e Matéria Orgânica cresce no topo e reduz na base, possivelmente, em

razão da adição do líquido (água) e do composto orgânico.

O Solo Natural após percolado por água no lisímetro continua sendo ácido, baixa

Capacidade de Troca (Tb), distrófico, porém com valor médio de V muito próximo de

50 % no topo da amostra.

O Solo Contaminado (SC) antes de ser percolado pela água apresenta pH = 5,6

ácido (< 7). A Capacidade de Troca de Cátions (CTC = 5,56 cmolc/kg é baixa (< 27

cmolc/kg) típica de argilo-mineral caulinita. O valor de Saturação de Base (V= 60,07

%) é maior que 50 % tratando-se de um solo Eutrófico (V< 50 %) tratando-se de um

solo fértil com reservas nutricionais para os vegetais, o teor de Matéria Orgânica é alto.

O teor de potássio encontrado no Solo Contaminado antes do tratamento é

considerado alto, sendo observado após o tratamento um incremento ainda maior para o

potássio com a adição de composto orgânico. A maior proporção concentrou-se no topo

em detrimento da base. (EMBRAPA, 2006).

Ao final do período de experimentação, o solo Contaminado (SCAL) tratado

com água da rede de abastecimento apresenta tendência ao aumento do pH no topo e na

base. O Na+ tem comportamento semelhante ao K+, Ca2+, Mg2+ , H+, S cresce no topo e

diminui na base. Diferentemente do Al3+ que diminui no topo e cresce na base. A

Saturação por Bases, Capacidade de Troca de Cátions, e Matéria Orgânica cresce no

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63

topo e reduz na base, possivelmente, em razão da adição do líquido (água) e do

composto orgânico.

O Solo Contaminado após percolado por água no lisímetro continua sendo ácido,

baixa Capacidade de Troca (Tb), Eutrófico, com valor de V superior a 50 % no topo e

na base da amostra.

O Solo Contaminado (SCLV) antes de ser percolado por lixiviado apresenta pH

= 5,6 ácido (< 7). A Capacidade de Troca de Cátions (CTC = 5,56 cmolc/kg é baixa (<

27 cmolc/kg) típica de argilo-mineral caulinita. O valor de Saturação de base (V= 60,07

%) é maior que 50 % tratando-se de um solo Eutrófico (V< 50 %) tratando-se de um

solo fértil e com reservas nutricionais para os vegetais, o teor de Matéria Orgânica é

alto.

O teor de potássio encontrado no Solo Contaminado com lixiviado antes do

tratamento é considerado alto, sendo observado após o tratamento um aumento ainda

maior para o potássio com a adição de composto orgânico e lixiviado nas amostras de

solo. (EMBRAPA, 2006).

Ao final do período de experimentação, o Solo Contaminado (SCLV) tratado

com líquido percolado do aterro da Muribeca apresenta tendência ao aumento do pH .

O Na+ aumentou consideravelmente, comportamento semelhante teve o K+, Ca2+, Mg2+,

H+, S. Já o Al3+ diminuiu. A Saturação por Bases, Capacidade de Troca de Cátions, e

Matéria Orgânica aumenta significativamente, com adição do líquido (lixiviado) e do

Composto Orgânico.

O Solo Contaminado após percolado por lixiviado no lisímetro passou de ácido

para neutro, continua com baixa Capacidade de Troca (Tb), Eutrófico, com valor de V

superior a 50 % nas amostras de solo. Os resultados confirmam o enriquecimento do

solo que recebeu o lixiviado, entretanto, ressalta-se que os impactos negativos desta

aplicação sobre o solo e águas subterrâneas estão condicionados às características do

solo, como a textura (BURNS et al, 1985).

Embora tenha havido liberação de nutrientes, provavelmente as quantidades

liberadas são muito pequenas em relação ao estoque de nutrientes da matéria orgânica,

não se refletindo rapidamente no teor de matéria orgânica do solo neste curto intervalo

de tempo do experimento. O aumento nos teores de nutrientes disponíveis com

conseqüente elevação da saturação por bases e da CTC. As alterações nas características

e propriedades dos solos irrigados com lixiviado podem ser atribuídas à alcalinização do

solo.

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64

Influência das Propriedades dos Líquidos

O pH dos líquidos utilizados para irrigação do solo natural e solo contaminado

dos lisímetros nos experimentos em casa de vegetação diferem entre si. Observa-se a

tendência do solo contaminado irrigado com lixiviado apresenta valores mais altos para

líquidos com pH mais alcalinos, o solo contaminado apresenta o Grau de Saturação por

Bases (V) e capacidade de Troca Catiônica (CTC) mais altos quando irrigado com

água e lixiviado. Estes resultados corroboram com os de Mota e Ferreira (2008) ao

analisar a influencia de contaminante no colapso de um solo compactado obtiveram

alterações significativas nos valores do pH, V e CTC .

Os dois solos, Solo Natural (SNAL) e Solo Contaminado (SCAL) antes do

tratamento apresenta média acidez, com pH entre 4,8 a 5,6. O Solo Natural apresenta

Saturação por Base expressa em porcentagem (V = 23,43 %) é inferior a 50 %, tratando-

se, portanto, de um solo Distrófico (solo pobre em reservas nutricionais para os

vegetais) e a capacidade de troca catiônica do solo natural é baixa (CTC = 5,38

cmolc/kg). O Solo Contaminado antes do tratamento apresenta a Saturação por Base

expressa em porcentagem (V = 60,07 %) superior a 50 %, tratando-se, portanto, de um

solo Eutrófico (solo fértil e com reservas nutricionais para os vegetais) e a capacidade

de troca catiônica baixa (CTC = 5,56 cmolc/kg). (EMBRAPA, 2006).

Os resultados dos ensaios químicos realizados nos compostos orgânicos

utilizado nos lisímetros com solo natural e nos lisímetros e vasos com solo

contaminado, são apresentados na tabela 4.3.

Tabela 4.3 - Características químicas do composto orgânico

O Mg e o Na são os elementos que apresentam menor concentração nos

compostos orgânicos. Contudo, os resultados mostram que os dois compostos obtidos

são de boa qualidade, uma vez, que contém todos os macros e micronutrientes em

concentrações consideradas ideais para a agricultura (MALAVOLTA 1980).

Amostra N P K Na Ca Mg Zn Cu Fe Mn U MO .% Composto Muribeca

1,666 0,360 2,00 0,041 2,24 0,44 28 36 60 50 25,75 31,89

Composto Fazenda

1,543 0,280 1,40 0,048 1,89 0,51 16 28 34 43 24,03 42,00

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65

Os resultados dos índices físicos dos solos nos lisímetros (SNAL, SCAL) e em vasos

(SCLV) realizados após os experimentos há 120 dias são apresentados na Tabela 4.4 e

Figura 4.4.

Tabela 4.4- Índices físicos do solo

*Media de 6 repetições Sr - Grau de saturação; e - Índice de vazios; n – Porosidade; γh e γd - Peso específico aparente úmido e seco.

No solo natural e no solo contaminado quando percolado por água. A umidade

na base e maior que no topo enquanto que no solo contaminado com lixiviado é o

oposto, indicando que na superfície reteve maior quantidade de água do que na base. O

grau de saturação (Figura 4.4) e a porosidade é maior no solo contaminado pelo

lixiviado do que percolado por água e conseqüentemente o peso especifico seco e o

inverso.

Figura 4.4 – Resultados das análises de Índices físicos do solo

Com a adição de lixiviado bruto ao solo, este fica armazenado na superfície

(topo), aumentando a capacidade do solo em reter água. Os resultados obtidos estão de

acordo com o preconizado por Melo e Marques (2000), que estabelece o aumento da

Material

Umidade (%)

Sr

(%)

e

n

(%)

γh

(KN/m³)

γd

(KN/m³) Topo Base

43,00

12,9 SNAL

16,06 19,26 1,01 49,00 15,20

SCAL

23,88 24,56 51,75 1,25 54,66 15,22 12,16

SCLV 39,20 35,33 74,00 1,31 55,5 15,35 10,95

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66

umidade, eleva o grau de saturação, aumenta o índice de vazios e porosidade e

diminuem os pesos específicos úmidos e aparentes secos, aspectos esses de fundamental

importância para o desenvolvimento das raízes.

O aumento da matéria orgânica no solo contaminando com lixiviado do Aterro

da Muribeca provocam maior variação entre os pesos específicos em relação aos outros

solos estudados, no solo contaminando com lixiviado apresenta duas vezes maior teor

de matéria orgânica se comparado ao solo natural conforme Tabela 4.2, isto e

corroborado por Valeri e Corradini, 2000, que diz que a matéria orgânica desempenha

um importante e complexo papel na dinâmica do solo componente do substrato,

afetando suas características físicas. Os resultados das análises físicas demonstram que

o solo contaminado e o solo com lixiviado se caracterizam por apresentar maior

porcentagem de porosidade em relação ao solo natural. A alta porosidade observada em

solos argilosos, especialmente aqueles ricos em matéria orgânica aumenta a capacidade

de retenção de água e de aprisionamento de contaminantes em um chamado domínio

móvel (CHAGAS SPINELLI, 2007). Os solos argilosos têm capacidade de armazenar

água. Variando em função de diversas características, tais como textura, estrutura e

conteúdo de matéria orgânica. Solos argilosos e ricos em húmus têm maior capacidade

de armazenar água que os solos arenosos pobre em húmus. (LEPSCH, 1977).

Os resultados das análises de metais no solo dos tratamentos antes e após experimentos realizados há 120 dias são apresentados na Tabela 4.5

Tabela 4.5 – Resultados das análises de metais no solo dos tratamentos antes e após experimentos

* Média de duas repetições, **ND- não detectado

Parâmetros Tratamento Fe Zn Cr Cu Mn

………….. g/kg………. Lisímetro

SNAL Inicial 61,0 0,018 **ND 0,001 0,030 Topo 31.5 0,027 ND 0,001 0,032 Base 28,5 0,024 ND 0,003 0,043

SCAL Inicial 46,8 0,046 0,003 0,019 0,119 Topo 37,9 0,055 0,004 0,012 0,228 Base 41,2 0,044 ND 0,011 0,191 Vaso

SNAV - 54 0,024 ND 0,004 0,047 SCAV - 28,8 0,047 0,006 0,011 0,154

SCLV 34,3 0,047 0,005 0,009 0,156

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67

Em relação ao Solo Natural (controle), os atributos químicos apresentam valores

altos para o Fe. Já o solo contaminado apresenta resultados maiores para Fe e Mn.

Segundo Malavolta (1980), o ferro é o micronutriente que se apresenta em maior teor no

solo.

A relação de afinidade e distribuição relativa nas frações geoquímicas do Fe

revela que este metal apresenta o mesmo comportamento nos três tratamentos

estudados, ou seja, na fração oxídica ocorre às maiores concentrações. Resultados

semelhantes foi obtido por O’Neil, (1994).

O solo estudado tem a sua capacidade de adsorção intensificada devido aos

teores de matéria orgânica presentes e a CTC; que é aumentada devido ao pH da área

ser alcalino. Esta característica também contribui para a intensificação da propriedade

adsortiva da argila. Essas observações demonstram que a adsorção dos contaminantes

está diretamente relacionada à matéria orgânica presente no solo.

Os níveis de metais pesados no solo (ferro, manganês, cobre, zinco, e cromo)

mostram valores aceitáveis dentro dos limites toleráveis conforme recomendações da

CETESB (2009), não havendo níveis de contaminação destes metais no solo do aterro.

Apesar do alto teor de Fe nos tratamentos, esse metal acha-se em teores baixos.

Não foi observada movimentação significativa de Zn, Cr, Cu e Mn em nenhum dos

tratamentos utilizados neste estudo. Nem mesmo o irrigado com lixiviado.

Segundo Sharma e Reddy (2004), dentre os possíveis processos envolvidos nos

mecanismos de retenção natural no solo pode-se citar: os dispersivos, como difusão e

dispersão, a sorção e reações de precipitação, óxido-redução e complexação.

Possivelmente os baixos valores encontrados na solução do solo para os metais Zn, Cr,

Cu e Mn se deve a sua complexação.

Em razão da complexação pela matéria orgânica do solo sendo adicionada com o

lixiviado, tornando-se, dessa forma, não extraível com extratores fracos. (CAMPELO,

1999), entretanto, no trabalho deste autor, o solo não estava coberto com vegetação.

Estudo realizado por Lange et al. (2002), verificou a capacidade de retenção de

metais em amostras naturais do solo argiloso do aterro de disposição de RSU de Catas

Altas, MG. Os autores evidenciaram um significativo potencial de retenção de metais,

especialmente para o Ferro.

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68

4.2 Condução da moringa em lisímetros e vasos

O desenvolvimento vegetativo da Moringa durante a fase experimental, plantado

em solo natural e contaminado em lisímetro e em vaso respectivamente, e apresentado

nas Figuras 4.5 e 4.6.

30 dias

60 dias

90 dias

120 dias

(a) Solo Natural (b) Solo Contaminado

Figura 4.5 - Desenvolvimento da Moringa durante a fase experimental. (a) Moringa no

solo natural e (b) Moringa no solo contaminado irrigados com água

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69

O desenvolvimento da Moringa com solo contaminado irrigado com lixiviado durante

a fase experimental em casa de vegetação durante os 120 dias de condução do experimento é

apresentado na Figura 4.6

Figura 4.6 - Desenvolvimento da Moringa durante a fase experimental no experimento

em vasos irrigado com lixiviado

Durante o desenvolvimento da fase experimental no experimento em vasos irrigado

com lixiviado observou-se que a Moringa oleífera Lam, não teve o seu desenvolvimento

afetado, não ocorreu inibição do crescimento na parte aérea, nem apresentou aspectos de

clorose, manchas foliares, necrose e morte de algum individuo em resposta ao tratamento

empregado com lixiviado bruto, evidenciando que a moringa em solo contaminado com

lixiviado em termos de crescimento em altura e diâmetro, desenvolveu satisfatoriamente.

30 dias após germinação 45 dias após germinação 60 dias após germinação

75 dias após germinação 90 dias após germinação 120 dias pós germinação

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70

Quanto à massa fresca da raiz observa-se que houve diferenças significativas

quanto ao desenvolvimento da raiz de solo contaminado (SCAL) em relação ao solo

natural (SNAL) e solo lixiviado (SCLV) (Figuras 4.7 e 4.8).

Figura 4.7- Raiz das mudas de Moringa nos tratamentos com (SNAL) solo

natural, (SCAL) solo contaminado e (SCLV) solo contaminado irrigado por lixiviado

bruto.

A Moringa oleífera Lam não apresentou deficiência em suas raízes para os

tratamentos com SCAL e SCLV. Os teores de nutrientes disponíveis no solo

contaminado do aterro por resíduos sólidos não limitaram o desenvolvimento do sistema

radicular das plantas.

Figura 4.8- (A) Raiz da muda de Moringa oleífera Lam do solo natural com 0,67 m

(Lisímetro 1), (B) Raiz de solo Contaminado (lisímetro 12), (C) Medição da Raiz com

aproximadamente 0,72 m (lisímetro 8) .

a b c

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71

4.2.1 Crescimento em altura e Número de folíolos

Os valores médios das alturas das plantas de Moringa oleífera Lam nos

lisímetros e vasos durante a condução do experimento são apresentados nas Tabelas 4.6,

4.7, e Figura 4.9

Tabela 4.6 - Media das alturas das plantas de Moringa oleífera Lam nos lisímetros durante a condução do experimento

Tratamento Altura das Plantas em m

Em 30 60 90 120

Lisímetros dias Solo Natural (SNAL) 0,36 a 0,38 0,69 a 0,70 1,19 a 1,22 1,65 a 1,85 Solo Contaminado (SCAL) 0,37 a 0,46 0,68 a 0,90 1,25 a 1,60 1,80 a 2,10 *Media de 6 repetições

Verifica-se que as plantas submetidas ao tratamento com SCAL apresentaram

maior crescimento em todas as épocas em comparação com o SNAL.

Tabela 4.7 - Media das Alturas das plantas de Moringa oleífera Lam nos vasos durante a condução do experimento

Tratamento Altura das Plantas em m

em 30 60 90 120 Vasos dias

Solo Natural (SNAV) 0,32 a 0,35 0,60 a 0,67 0,79 a 1,20 1,65 a 1,70 Solo Contaminado (SCAV) 0,36 a 0,43 0,66 a 0,89 1,23 a 1,30 1,70 a 1,98 Solo Contaminado irrigado com Lixiviado (SCLV)

0,36 a 0,42 0,65 a 0,87 1,22 a 1,31 1,66 a 1,97

*Média de 6 repetições O lixiviado não alterou a altura das plantas, o mais importante foi o solo

contaminado (SCAV) apresenta crescimento superior, quando comparado com o solo

contaminado irrigado com lixiviado (SCLV) e com o solo natural (SNAV).

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72

Crescimento em altura e Número de folíolos

Figura 4.9- Número de folíolos em lisímetros e vasos (A), Altura da Moringa

oleifera Lam em lisímetros e vasos (B) referentes ao experimento conduzido em casa de

vegetação

As mudas de todos os tratamentos da Moringa apresentam aumento no

crescimento em altura como resposta à aplicação de água e lixiviado. A Figura 4.9

evidencia o crescimento da Moringa em função dos diferentes tratamentos. Observa-se

aos sessenta e aos cento e vinte dias o crescimento diferenciado, quando se compara a

testemunha aos tratamentos com solo contaminado e solo contaminado irrigado com

lixiviado. Já o tratamento com solo contaminado em vaso apresenta crescimento

superior, quando comparado com o solo contaminado irrigado com lixiviado.

Núm

ero

de fo

líolo

s

0

200

400

600

800

1000

SNAL SCAL

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

200

400

600

800

1000SNAV SCAVSCLV

Altu

ra (c

m)

0

50

100

150

200

250

SNAL SCAL

Épocas de avaliação

0 15 30 45 60 75 90 105 1200

50

100

150

200

250SNAV SCAV SCLV

a) Número de folíolos

Lísimetro

Vasos

b) AlturaLísimetro

Vasos

Dias Dias

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73

A Moringa oleífera Lam apresentou resposta mais acentuada para os tratamentos

correspondentes ao solo contaminado em lisímetro e vaso. Este resultado se da pelo fato

desta espécie geralmente apresentar um crescimento rápido, tendo como fonte de

nutrientes a matéria orgânica resultante da decomposição da serapilheira. No caso deste

experimento, os nutrientes (N, P, K) seria suprido pela decomposição do composto e do

lixiviado, justificando que a Moringa oleífera Lam do solo contaminado (SCAL e

SCAV) e solo contaminado com lixiviado (SCLV) apresentaram maior crescimento. O

Solo Contaminado é eutrófico com reservas de nutrientes enquanto o solo Natural é

distrófico.

Onde foi aplicado o tratamento com lixiviado, não ocorreram diferenças entre as

médias. Percebe-se, no entanto, que aos 45 d.a.s. (dias após semeadura), os tratamentos

em vasos com solo contaminado e solo contaminado com lixiviado não apresentaram

diferenças significativas para os parâmetros de Folíolos e altura das mudas de moringa

A altura das plantas de Moringa no tratamento com solo contaminado apresentou

diferenças significativas a partir dos 60 d.a.s. em relação aos demais tratamentos.

No comprimento das plantas de moringa até os 120 d.a.s. (Figura 4.9 B),

verificou-se que as plantas submetidas ao tratamento com solo contaminado

apresentaram maior comprimento em todas as épocas para lisímetros e vasos.

A incorporação de matéria orgânica influenciou várias características químicas

do solo. O composto orgânico mostrou-se adequado para quase todas as características

avaliadas, provavelmente devido à qualidade de sua matéria orgânica associada à

riqueza em nutrientes

Durante o desenvolvimento da fase experimental observou-se que a Moringa, em

cada tratamento, teve desenvolvimento diferenciado em resposta aos tratamentos

empregados, evidenciando que a Moringa em Solo Contaminado obteve maior

desenvolvimento em termos de crescimento em altura e diâmetro, provavelmente em

função dos baixos teores de metais. Marques et al (2000), comentam que em

experimento realizado com espécies arbóreas cultivadas em solo contaminado, por

vários metais pesados, o crescimento em altura das espécies é influenciado pela

contaminação do solo. Simão e Siqueira (2001), em experimento, com girassol

encontrou redução de 54% de seu crescimento em relação à testemunha em função da

presença de metais no solo.

Corroboram os resultados obtidos por Marques et al (2000), investigando a

espécie cedro-rosa que teve ganho relativo de altura em todos os tratamentos contendo

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74

solo contaminado por metais pesados. O mesmo comportamento não foi obtido por

Chaves (2008), que avaliou as espécies Caesalpinia echinata e Shizolobium

amazonicum ambas tiveram uma taxa de crescimento reduzida.

Paiva (2005), avaliando a resposta à aplicação do lodo de esgoto e à fertilização

mineral para o pau-de-viola, cabreúva-vermelha e aroeira-pimenteira, concluiu que

ambas as espécies apresentaram aumento no crescimento em altura como resposta à

aplicação do lodo de esgoto.

Já Santos et al (2006), trabalhando com solos provenientes de áreas

contaminadas verificaram que a redução do crescimento das plantas foi resultante da

baixa intensidade luminosa e também da insuficiente massa de solo nos vasos. A

espécie foi classificada como tolerante à presença de metais nas condições do estudo.

4.2.2 Avaliação do Diâmetro do caule da Moringa oleífera Lam em Lisímetros e

vasos durante a condução em casa de vegetação

Os valores médios dos diâmetros das plantas de Moringa, submetidos aos

diversos tratamentos são mostrados na Figura 4.10. Verifica-se que o tratamento com

solo contaminado foi superior ao da testemunha, no caso dos tratamentos em vasos o

solo contaminado e o solo contaminado com aplicação de lixiviado, respectivamente,

mantiveram comportamento similar.

Figura 4.10 - Diâmetro do caule da Moringa oleífera Lam cultivada em lisímetros (A)

e em vasos (B) em casa de vegetação

45 60 75 90 105 120

Diâ

met

ro d

o ca

ule

(mm

)

0

2

4

6

8 SNAL SCAL

Épocas de avaliação

45 60 75 90 105 120

Diâ

met

ro d

o ca

ule

(mm

)

0

2

4

6

8SNAV SCAVSCLV

A Lisímetro B Vaso

DiasDias

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75

O maior desempenho das plantas de Moringa submetidas à aplicação de

composto e lixiviado, apresentando maior diâmetro em relação à testemunha,

provavelmente ao alto teor de nutrientes deste material, liberando nutrientes para a

solução do solo e, posterior absorção pelas plantas. Isto vem confirmar a alta qualidade

do composto e do lixiviado como adubo sendo considerado ótimo para ser utilizado na

preparação de mudas para o aterro.

Soares et al (2002), também verificou o crescimento e susceptibilidade de

espécies vegetais ao excesso de metais pesados, para a revegetação de área

contaminada. Das 55 espécies de árvores testadas quanto à capacidade de crescerem em

solo contaminado apenas Cedrella fissilis, Tabebuia impetiginosa, Copaifera

langsdorffi, Acacia mangium, Eucalyptus torelliana e Eucalyptus camaldulensis

mostraram-se capazes de tolerar esta condição de estresse.

4.2.3. Avaliação da Massa seca da parte aérea (MSPa) e raiz (MSR)

As análises estatísticas efetuadas para a massa seca em gramas da parte aérea e

das raízes das plantas de Moringa oleífera Lam, são apresentadas na Tabela 4.8

Tabela 4.8 - Massa seca em gramas da parte aérea e das raízes das plantas de

Moringa oleifera Lam referente ao experimento conduzido em casa de vegetação.

MSPa= massa seca parte aérea, MSR=massa seca raiz, ** = altamente significativo. Médias seguidas pela mesma letra na coluna, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. As letras (a,b e c ) diferem da cada tratamento sendo que a letra (a) e o tratamento superior ou seja o melhor tratamento em relação a letra (b) que e o tratamento intermediário e ao (c) sendo o tratamento inferior.

Os resultados obtidos após análises estatísticas indicam que em relação a

produção total pela Moringa de biomassa seca para os tratamentos em comparação à

testemunha, ocorreram diferenças quanto a massa total da parte áerea e da raiz.

Observa-se que o tratamento no qual utilizou solo natural em vaso foi quem apresentou

menor média quando comparado com os demais tratamentos utilizando solo

contaminado e solo contaminado irrigado com lixiviado. Esses resultados podem ter

TRATAMENTOS MSPa MSR Solo Natural 25,65 b 5,90 b

Solo Natural em Vasos 10,42 c 1,54 c Solo Contaminado em Lisímetro 38,31a ** 8,19 a**

Solo Contaminado em Vasos 29,04a ** 7,11 a** Solo Contaminado irrigado com Lixiviado 22,38b 6,47 b

CV (%) 38,79 28,27

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76

ocorrido provalvelmente em virtude da composição química do substrato utilizado e do

solo (composto orgânico, solo contaminado e lixiviado) possuir maior teor de

nutrientes, em relação ao tratamento com solo contaminado irrigado com água em

lisímetros e em vasos e o tratamento com solo contaminado irrigado com lixiviado em

vasos. Apresenta biomassa alocada na massa seca aérea e massa seca raiz altamente

significativa no tratamento com solo contaminado em relação ao solo natural.

Paiva (2005) obteve em seus experimentos produção de biomassa seca pelas

mudas de cabreúva, pau-de-viola e aroeira-pimenteira respostas significativa para todas

as doses de lodo de esgoto em comparação à testemunha.

Soares et al (2001) em sua pesquisa observou que o ipê roxo não teve redução na

MSA e MSR destacando a espécie na resistência ao solo contaminado por rejeitos de

indústria de zinco. Corroborando com os resultados obtidos pela Moringa oleífera Lam.

Na Figura 4.11 apresenta-se a produção de biomassa das mudas de Moringa

oleífera Lam por cada tratamento. A produção de biomassa (expressa em matéria seca)

é um parâmetro bastante consistente na avaliação das respostas à adubação em espécies

vegetais, complementando os dados de crescímento em altura. Os resultados obtidos

nesta pesquisa são relativos à matéria seca total da planta, bem como de cada uma de

suas partes: folhas, caule e raízes, por ser importante avaliar não só o acúmulo total de

matéria seca, mas também sua alocação nos diferentes componentes.

Tratamentos

SNL SNV SCL SCV SCIL

Mat

éria

sec

a (g

)

0

10

20

30

40

MSR MSA

B

C

A

B

A B

A AC

B

As letras (A, B e C) diferem da cada tratamento sendo que a letra (A) indica o tratamento melhor em relação à letra (B) tratamento intermediário e ao (C) sendo o tratamento inferior. Figura 4.11 - Produção de matéria seca da parte aérea (folíolos e caule) total (MSPa), de raízes (MSR), das mudas de Moringa oleífera Lam em cada tratamento.

SNAL SNAV SCAL SCAV SCLV

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77

Isto pode explicar a estratégia de crescimento, de acordo com o grupo

sucessional e sua capacidade de adaptação às condições impostas pelo ambiente. A

produção total de biomassa seca pela moringa foi significativa para todos os tratamentos

em comparação à testemunha e mais acentuada no tratamento com solo contaminado.

Os tratamentos analisados sob o ponto de vista da produção total de massa seca

da parte aérea (MSA), e massa seca da raiz não resulta em alterações significativas no

crescimento das plantas de Moringa em relação ao tratamento com Solo Contaminado e

Solo Contaminado irrigado com lixiviado.

4.2.4 Avaliação dos Metais pesados nos tecidos vegetais da moringa

O resultado da análise de metais pesados nos tecidos vegetais (folha, caule e

raiz) da Moringa em lisímetros com solo natural (SNAL) e solo contaminado (SCAL)

em mg kg-1 absorvidos por cada planta é apresentado na Tabela 4.9.

Tabela 4.9 - Resultados da análise de metais pesados nos tecidos vegetais da moringa

para os tratamentos de solo natural (SNAL) e solo contaminado (SCAL) em lisímetros.

ND – Não Detectado, abaixo do limite de detecção do método. CE (coeficiente de extração) Formula utilizada para indicar o percentual de metal retirado do solo CE = Peso em gramas do metal por grama de matéria seca vegetal / Peso em gramas do metal por grama de matéria seca do solo X 100 (Andrade et al ,2007)

Uma avaliação conjunta dos dados mostra que a Moringa apresenta os maiores

teores de metais nas raízes (Tabela 4.9) corroborando os resultados obtidos por Marques

Tratamento Fe Mn Zn Cu Cr Lisimetro -----------------------------(mg kg-1)----------------------------- Folha 53,40 33,20 19,60 < ND < ND SNAL 56,30 31,00 20,00 < ND < ND 50,00 30,00 18,00 < ND < ND 216,15 169,05 25,55 < ND < ND SCAL 217,00 157,20 27,65 < ND < ND 216,50 146,00 24,35 < ND < ND

Caule 55,00 36,90 14,20 < ND < ND SNAL 55,50 34,80 15,15 < ND < ND 56,40 32,95 14,65 < ND < ND 66,30 26,90 15,20 < ND < ND SCAL 55,70 29,80 13,95 < ND < ND 56,60 32,75 14,05 < ND < ND

Raiz 52,00 36,00 18,85 < ND < ND SNAL 51,00 31,15 20,05 < ND < ND 53,00 35,10 20,65 <ND <ND 1707,00 66,25 30,85 < ND < ND SCAL 1659,00 61,15 26,05 < ND < ND 1773,00 75,10 27,65 <ND <ND

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78

et al, 2000 e Soares et al, 2001. Esta é uma característica de espécies tolerantes a Zn

como relatado para a variedade tolerante de Deschampsia caespitosa descrito por

Godbold et al. (1989).

Segundo Kabata-Pendias e Pendias (1985), na faixa de concentração de 100,0 a

400,0 mg kg-1, o Zn começa a se tornar tóxico às plantas. Assim, a moringa não

apresenta concentrações tóxicas de Zn por este está abaixo da faixa (30mg/kg -1).

Kabata-Pendias e Pendias (1995), considera uma planta acumuladora de Zn

quando esta retira cerca de 1% do Zn total presente no solo. Verificamos que neste

experimento, a Moringa obteve valores de remoção de Zn nas folhas para o SNAL =

100% , SCAL= 65 % , caule SNAL = 77 % , SCAL= 31,60 % e raiz SNAL = 100 %

, SCAL= 60,86%, superiores ao descrito acima, logo poderão ser consideradas

acumuladoras.

Barazani et al (2004), em trabalho sobre acumulação de metais pesados em

Nicotiana glauca Graham (fumo bravo) cultivada em área de disposição de resíduo

sólido, encontraram no tecido foliar da espécie teores de Mn (53,5 ppm), Fe (156 ppm)

Zn (56 ppm), Cu (48 ppm). Os autores verificaram que a espécie mostrou inibição no

crescimento em comparação com a espécie plantada em solo não contaminado, no

entanto, não apresentou sintomas de toxidez.

Segundo Accioly e Siqueira (2000), em estudos, verificaram a capacidade de

retenção de metais para a espécie Thlaspi caerulescens, em fitoextrair Cd e Zn. Podendo

absorver uma área contaminada por 2000 kg ha-1 de Zn; e 20 a 30 kg ha-1 de Cd; até 125

kg ha-1 ano-1 de Zn e 2 kg ha-1 ano-1 de Cd. Neste mesmo estudo, em experimentação

em vasos com a mesma planta, houve acúmulo destes metais em concentrações 10 vezes

maiores do que as encontradas no solo (ACCIOLY e SIQUEIRA, 2000).

Da mesma forma, corroboram os resultados obtidos para análises de metais

pesados nos tecidos vegetais pela Moringa oleífera Lam apresentando concentrações

maiores do que os resultados obtidos nas amostras de solo.

O resultado da análise de metais pesados nos tecidos vegetais (folha, caule e raiz)

da moringa em vasos com Solo Natural (SNAV), Solo Contaminado (SCAV) e Solo

Contaminado irrigado com lixiviado (SCLV) em mg/kg-1 absorvidos por cada planta é

apresentado na Tabela 4.10.

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79

Tabela 4.10 - Resultado da análise de metais pesados nos tecidos vegetais da moringa cultivada nos Vasos

ND – Não Detectado, abaixo do limite de detecção do método CE (coeficiente de extração) Formula utilizada para indicar o percentual de metal retirado do solo CE = Peso em gramas do metal por grama de matéria seca vegetal / Peso em gramas do metal por grama de matéria seca do solo X 100 (Andrade et al ,2007)

O Ferro apresenta teores mais elevados nas folhas, principalmente nas raízes dos

tratamentos em vasos de solo contaminado (SCAV) e solo contaminado irrigado com

lixiviado (SCLV). Normalmente a raiz é o órgão de entrada e acumulação dos metais

(BARCELÓ e POSCHENRIEDER, 1992).

A concentração de Fe, Mn e Zn nos tecidos vegetais da espécie Moringa oleífera

Lam em vasos no solo contaminado irrigado com água (SCAV) foi maior nas folhas e

raízes quando comparado à parte aérea total, no caso do solo contaminado com lixiviado

(SCLV) este apresenta concentração de Fe, Mn e Zn nas folhas e raízes, tal fato pode

estar ocorrendo devido a algum mecanismo que favoreça o acúmulo desses elementos

nas folhas e raízes, como imobilização, exclusão ou compartimentalização (COBBETT

e GOLDSBROUGH, 2002).

Os níveis de metais pesados no solo (ferro, manganês, zinco) mostram valores

aceitáveis dentro dos limites toleráveis conforme os dados da CETESB (2005), não

Tratamento Fe Mn Zn Cu Cr Vaso -----------------------------(mg kg-1)----------------------------- Folha 40,40 30,00 17,10 < ND < ND SNAV 33,40 33,00 15,60 < ND < ND 36,90 31,00 16,35 < ND < ND 202,21 141,00 26,75 < ND < ND SCAV 147,00 139,80 29,90 < ND < ND 174,72 143,00 28,00 < ND < ND 553,00 161,00 20,15 < ND < ND SCLV 520,00 152,05 29,00 < ND < ND 536,00 144,00 25,00 < ND < ND

Caule 48,00 33,80 14,70 < ND < ND SNAV 50,10 41,30 14,35 < ND < ND 49,15 34,05 14,00 < ND < ND 62,85 27,10 14,50 < ND < ND SCAV 47,15 30,00 15,16 < ND < ND 54,50 33,12 15,55 < ND < ND 64,00 37,00 15,00 < ND < ND SCLV 68,20 35,00 15,16 < ND < ND 60,20 36,12 16,00 < ND < ND

Raiz 38,00 34,20 15,00 < ND < ND SNAV 41,00 30,25 15,25 < ND < ND 42,55 33,00 15,00 < ND < ND 1113,00 61,55 28,18 < ND < ND SCAV 1208,00 56,85 29,86 < ND < ND 1205,10 51,00 27,76 < ND < ND 1112,10 46,00 14,16 < ND < ND SCLV 1202,00 63,00 14,10 < ND < ND 1168,00 54,00 15,86 < ND < ND

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havendo sensibilidade da Moringa à contaminação destes metais no solo do aterro

sanitário que pudesse influenciar negativamente no desenvolvimento da Moringa.

Uma vez absorvidos, os metais tendem a acumular-se nas raízes, as quais são os

primeiros órgãos afetados pela contaminação, acarretando no escurecimento e inibição

do crescimento radicular. Na parte aérea, os sintomas são a clorose, manchas foliares,

necrose e morte (BARCELÓ e POSCHENRIEDER, 1992). Nenhum desses sintomas

foi apresentado pela Moringa oleífera Lam, à espécie mostrou-se capaz de tolerar a

condição do solo contaminado com metais.

Segundo Baker (1981), as plantas que mantém elevadas concentrações de metais

em seus tecidos, mesmo com baixas concentrações no solo, são consideradas

acumuladoras. Plantas chamadas hiperacumuladoras, têm a capacidade de armazenar

altas concentrações de metais específicos (0,1% a 1% do peso seco, dependendo do

metal (Zn)) (McGRATH, 1998).

A exemplo do Zn a Moringa em ambos os tratamentos acumulou altas concentrações nas folhas do SNAV = 88%, SCAV= 59 %, SCLV = 52,17 %, no caule do SNAV = 78 %, SCAV= 32,60 %, SCLV = 32,60 % e na raiz do SNAV = 83 %, SCAV= 61 % e SCLV = 32,60 %, corroborando com Baker (1981) e Mcgrath (1998).

4.2.5 Avaliação dos teores de nitrogênio fósforo e potássio nos tecidos

vegetais da Moringa Acumulação de nutrientes nas folhas das mudas de Moringa em vasos e

lisímetros (Tabela 4.11) quanto ao N e P são estatisticamente maiores nos tratamentos

com SCAV, SCLV e SCAL apresentam maior absorção de nutrientes, isso

possivelmente pode ter ocorrido em virtude das diferenças da composição do composto

orgânico e do lixiviado.

Tabela 4.11 - N, P, K em Kg da folha de Moringa (Moringa oleífera Lam) referente ao experimento conduzido em casa de vegetação em vasos e lisímetros Médias seguidas pela mesma letra na coluna, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. As letras (a,b e c ) diferem da cada tratamento sendo que a letra (a) e o tratamento superior ou seja o melhor tratamento em relação a letra (b) que e o tratamento intermediário e ao (c) sendo o tratamento inferior. ** = altamente significativo

Tratamento Folha N P K Solo Natural água em vasos

Solo Contaminado água em vasos Solo contaminado irrigado com Lixiviado em vaso

26,26b 44,59a ** 44,35a **

2,53c 2,82a 2,61a

13,85c 20,25b** 22,28a**

CV (%) 6,30 6,79 4,65 Solo natural água lisímetro 32,30b 2,45b 12,58b

Solo contaminado água lisímetro 46,55a 2,61a 19,29a CV (%) 13,08 8,47 7,21

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81

Acumulação de nutrientes nas folhas das mudas de Moringa em lisímetros, os

valores médios obtidos (Tabela 4.11) quanto ao P diferem estatisticamente os

tratamentos com SNAL e SCAL, quanto ao K destaca-se o tratamento com SCLV e

SCAL apresentando-se maior absorção de nutrientes, em virtude do solo contaminado

esta rico em matéria orgânica acrescentado ainda o composto orgânico.

Kabata-Pendias e Pendias (1992) destacam ainda que o fósforo é um elemento que

tem a sua disponibilidade diminuída em condições de pH baixo, não e o caso

encontrado no presente estudo. O Potássio é um elemento ativo na planta, na forma

livre, sendo prontamente liberado para o solo quando restos vegetais são a ele

incorporados (KIEHL, 1985).

Os valores médios obtidos na (Tabela 4.12) demonstram acumulação de nutrientes

no caule, quanto ao P e K foram estatisticamente maiores no tratamento SCLV e SCAL,

já o N destaca-se os tratamentos com SCAV e SCAL apresentando maior absorção.

Acumulação de nutrientes no caule, os valores médios obtidos (Tabela 4.12) quanto

ao N, P e K diferem estatisticamente os tratamentos SNAL e SCAL, destaca-se o

tratamento SCAL apresentando-se maior absorção de nutrientes, provavelmente em

virtude da composição do solo contaminado esta rico em matéria orgânica.

A diminuição do P já era esperada já que o mesmo é parte das exigências

nutricionais da moringa.

Tabela 4.12 - N, P, K em Kg do caule de Moringa (Moringa oleífera Lam)

referente ao experimento conduzido em casa de vegetação

Tratamento caule N P K Solo Natural em vasos

Solo Contaminado em vasos Solo Contaminado irrigado com lixiviado em vaso

8,13c 15,10a 13,30b

2,00c 2,16b 2,50a

20,31c** 23,27b** 25,45a**

CV (%) 29,63 11,75 4,65 Solo Natural água lisímetro 6,87b** 1,52b 22,63b

Solo Contaminado água lisímetro 15,64a ** 2,18a 26,06a CV (%) 18,61 22,89 10,95

Médias seguidas pela mesma letra na coluna, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. As letras (a,b e c ) diferem da cada tratamento sendo que a letra (a) e o tratamento superior ou seja o melhor tratamento em relação a letra (b) que e o tratamento intermediário e ao (c) sendo o tratamento inferior. ** = altamente significativo

Sabonaro (2006), avaliando a possibilidade de utilização de composto de lixo

urbano no desenvolvimento de espécies observou que para o jequitibá os resultados em

altura, diâmetro e número de folhas não houve diferenças estatísticas, já o guapuruvu

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82

houve diferença estatística para os substratos somente para a altura, demonstrando a

possibilidade de utilização de composto de lixo urbano.

Tabela 4.13 - N, P, K em Kg da raiz de Moringa (Moringa oleífera Lam)

referente ao experimento conduzido em casa de vegetação em vasos e lisímetros

Médias seguidas pela mesma letra na coluna, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. As letras (a,b e c ) diferem da cada tratamento sendo que a letra (a) e o tratamento superior ou seja o melhor tratamento em relação a letra (b) que e o tratamento intermediário e ao (c) sendo o tratamento inferior. ** = altamente significativo

Os valores médios obtidos (Tabela 4.13 vasos) de nutrientes nas raízes, quanto

ao N, P e K diferem estatisticamente nos tratamentos SNAL, SCAL e SCLV,

destacando-se o tratamento SCLV que apresentou maior absorção de macronutrientes ,

isso possivelmente pode ter ocorrido em virtude das diferenças da composição do

composto orgânico e do lixiviado.

Acumulação de nutrientes na raiz, os valores médios obtidos (Tabela 4.13

lisímetros) quanto ao N e K diferem estatisticamente os tratamentos SNAL e SCAL, já

o P não diferem estatisticamente, porém destaca-se o tratamento SCAL apresentando-se

maior absorção de nutrientes.

O fósforo é um macronutriente muito importante para a planta e os mecanismos

que controlam a sua disponibilidade no solo são complexos e dependem de uma série de

fatores como a mineralogia da fração da argila, granulometria, teor de água e de matéria

orgânica (DIAS, 1998). Conclui-se que o solo do aterro causou um aumento das

concentrações de nutrientes no solo e no tecido foliar, o que não ocorreu na área-

controle corroborando com Celere. Todos os teores de nutrientes e metais avaliados

tiveram a relação direta e crescente entre o valor no solo e o valor no tecido foliar

corroborando com trabalho de Celere et al. (2007)

Tratamento Raiz N P K Solo Natural em Vasos

Solo Contaminado em Vasos Solo contaminado irrigado com Lixiviado em vaso

6,84c** 11,01b ** 13,60a **

2,05c ** 2,40 b** 2,65 a**

19,16b** 19,87b** 25,11a**

CV (%) 6,11 6,65 5,57 Solo natural –Lisimetro 6,98b** 1,60a 15,34b**

Solo contaminado-Lisimetro 15,08a ** 1,90a 20,36 a** CV (%) 12,23 22,89 10,95

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83

4.3 – Análise do Lixiviado

A comparação visual da remoção de cor dos lixiviados aos 30, 60, 90 e 120 dias de

incubação no (a) solo natural (b) solo contaminado e solo irrigado com lixiviado. São

apresentados na Figura 4.12 e os resultados das análises estão mostrados na Tabela

4.14.

30 dias

60 dias

90 dias

120 dias

(a) (b)

Figura 4.12- Lixiviado coletado para análise aos 30, 60, 90 e 120 dias. (a) Solo

natural e solo contaminado (b) solo natural e solo contaminado irrigado com lixiviado

SC

SN

SL

SNSNSL

SLSC

SNSN

SN SCSLSN

SCSN

SN

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84

Tabela 4.14 – Resultados das analises físico-química aos 30 e 120 dias de incubação nos lisímetros e vasos ao final do experimento respectivamente.

*Media de 3 repetições

Observa-se que houve reduções significativas para todos os parâmetros

analisados. Entretanto, variaram de acordo com o tipo de tratamento, a concentração da

DQO e DBO do tratamento com solo contaminado irrigado com lixiviado apresentou

redução, mas ainda apresenta concentrações altas, ao contrário do que acorreu com solo

contaminado irrigado apenas com água.

Os teores de redução de Cor (92 %), Turbidez (53 %), DQO (63 %) e DBO (33

%) no SNAL, Cor (94,85 %), Turbidez (58,80 %), DQO (55,53 %) e DBO (53,86 %) no

SCAL e Cor (94,60 %), Turbidez (52 %), DQO (51,32 %) e DBO (61,60 %) no SCLV

mesmo ocorrendo redução os valores foram superiores aos valores permitidos pela

resolução do CONAMA 357/2005 (Cor: 75 Turbidez: 100 e DBO: 60). Apenas a

Turbidez do SNAL e SCAL e o pH ( pH entre 5-9) está dentro do limite permitido.

Segundo Rocca et al (1993), quando o efluente contaminado entra no solo, a

concentração dos poluentes decresce com o aumento da distância do fluxo.

4.4 Características das amostras do lixiviado utilizadas nos testes de Tratabilidade

do lixiviado com extrato da semente de Moringa oleífera Lam

Os resultados da caracterização das amostras de lixiviados utilizadas nos ensaios

de tratabilidade usados o extrato de sementes de moringa são apresentados na Tabela

4.15

Parâmetros Tempo de retenção

pH

Cor

Turbidez

DQO

DBO

DIAS .........................mg/L-1.................................... Solo Natural

30 7,9 1643 168 663 101.2 120 7,2 128 78 242,2 67,7

Solo contaminado 30 8,2 3052 199 1527,1 267,9 120 7,8 157 82 679,7 123,6

Solo contaminado com Lixiviado 30 8,4 3112 267 1666,3 568,5 120 8,0 168 128 811,5 218,3

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85

Avaliação da eficiência do extrato de semente de moringa para tratamento do

lixiviado foi efetuado comparando-se com os padrões estabelecidos na resolução do

CONAMA 357/05.

Tabela 4.15 Características das amostras do lixiviado utilizadas nos testes.

Parâmetros Amostra Padrões

Conama Amostra1 Amostra 2 Amostra 3 Amostra 4 DQO mgL-1 1531,4 2712,0 2233,8

2645,0

-

DBO mgL-1 165,4 1603,2 674,3 1603,2 60 cor mgL-1 3179,00 4731,00 2943,00 4526,00 75 pH - 8,4 8,3 7,8 8,3 5-9 Turbidez NTU 199,00 221,00 217,00 219,00 100 Sólidos totais

mg/L 7634,50 8127,20 6845,30 7731,26 -

Sólidos voláteis

mg/L 2042,50 2132,40 1978,60 2083,50 -

Sólidos fixos

mg/L 5592,00 6120,10 5487,50 6042,00 -

Coliformes Totais

NMP/100mL 1,1 x 106 1,7 x 105

1,1 x 106 7,0 x 105 4,0 x 103

Coliformes Fecais NMP/100mL 1,7 x 105 4,0 x 105 9,0 x 104 4,0 x 105 4,0 x 103

Na presente caracterização foram obtidos valores para DBO e DQO muito

próxima dos resultados encontrados por Beltrão (2006) e Lins (2008) para o lixiviado

do aterro da Muribeca. Segundo Lins (2008), o lixiviado do Aterro da Muribeca deveria

apresentar relação DBO5/DQO mais baixa, já que o mesmo vem recebendo resíduos

desde 1985. Mas como continua recebendo resíduos tal fato pode estar contribuindo nas

alterações das características físico-químicas do lixiviado.

Em relação à cor do lixiviado se deve a presença dos sólidos dissolvidos, já a

turbidez e associada aos sólidos suspensos. Os valores obtidos são característicos de

lixiviados de aterros de resíduos sólidos urbanos (FAN et al, 2006; SANTANA-SILVA,

2008). Os valores de pH estão condizente a aterros com idade mais avançada

(SEGATTO e SILVA, 2000).

Pode-se observar que as características do lixiviado variaram bastante de uma

coleta para outra. Parâmetros como DQO apresentaram valores entre 1.531 mg/L a

2.712 mg/L. Essa oscilação são características mais fortes do lixiviado influenciada

principalmente pelos fatores climáticos, ambientais e o regime pluviométrico. Os

valores do pH do lixiviado indicam que o aterro está na fase metanogênica

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86

caracterizando como aterro antigo. Resultados semelhantes (pH 8,6) foram obtidos por

Lins (2008) corroborando com os valores da presente pesquisa.

A composição dos lixiviados de aterros resíduos sólidos urbanos pode variar

consideravelmente de um local para outro, assim como em um mesmo local, entre uma

e outra época do ano (REINHART e GROSH, 1998 apud LINS,2008).

4.4.1 Pré-teste e testes utilizados para o tratamento do lixiviado

a) Resultados do Pré-teste 1

O resultado do ensaio de tratabilidade do Pré-teste 1 é apresentado na Figura 4.13

No pré-teste 1 avaliou-se a redução de turbidez, pH, odor e cor para as

diferentes dosagens do extrato de sementes de Moringa utilizados nos testes de

tratabilidade. Como pode ser observado na Figura 4.13 tanto para a redução de turbidez

e cor aparente as melhores dosagens encontradas foram de 50 g/L e 75 g/L,

apresentando redução de 90% tanto para turbidez como para cor aparente.

Figura 4.13 – Cor das amostras após tratamento com diferentes dosagens do

extrato de sementes de moringa

Observa-se a mudança de cor, pelo menos visualmente, para as dosagens

compreendidas entre 50 g/L – 75 g/L – e a que apresentou os melhores resultados em

relação à cor (173 mgL-1) e turbidez (56 NTU) Foi a dosagem de 50 g/L da polpa de

semente de Moringa.

75g/L 100g/L 50g/L

0g/L

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87

Em relação à cor os resultados obtidos pela dosagem 50 g/L foi a que se

aproximou da resolução CONAMA 357/05 (cor verdadeira até 75 mg/L ). Tomando por

base estes resultados, adotou-se para o teste 1 as dosagens compreendidas entre 12 e 75

g/L.

A Figura 4.14 apresenta a seqüência de operações para realização dos ensaios

de tratabilidade do lixiviado no Jar-teste.

Figura 4.14. Seqüência de operações para realização dos ensaios de

tratabilidade no Jar-test. (a) lixiviado bruto antes de iniciado o tratamento (b) adição das

dosagens dos extratos de semente de moringa e mistura a 120 rpm (c) Decantação por

uma hora (d) Lodo gerado pelo pó (e) coleta das amostras para analises (f) mudança de

cor visualmente.

a b

c d

e f

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88

b) Resultados para os Testes 1 e 2

Os parâmetros analisados no Testes 1 e 2 foram: pH, turbidez, Cor, DQO ,

DBO5 ,e em todas as dosagem, realizaram-se triplicatas das análises. Nas Figuras 4.15,

4.16 e 4.17 estão apresentados os resultados encontrados para estes parâmetros

Figura 4.15 - Variação do pH do lixiviado bruto após tratamento com diferentes dosagens do

extrato de sementes de moringa

Os resultados para o pH do Teste 1 após tratamento com a moringa, não

apresentaram alterações significativas. Inicialmente o pH do lixiviado bruto se

encontrava em torno de 8,0. Com os tratamentos utilizando a moringa os valores de pH

ficaram entre 7,65 e 8,21.

Os resultados para o pH do Teste 2 após tratamento também não apresentaram

alterações significativas ficando compreendido entre 7,65 a 8,29.

Segundo Ndabigengesere & Narasiah (1996), as sementes de Moringa oleífera

Lam são uma alternativa viável de agente coagulante em substituição aos sais de

alumínio, que são utilizados no tratamento de água em todo o mundo. Comparada com

o alumínio, as sementes de M. oleífera não alteraram significativamente o pH e a

alcalinidade da água após o tratamento e não causam problemas de corrosão.

Estes resultados corroboram com os encontrados por Bernardo (2009), que

utilizou 600g/L do extrato de sementes da Moringa oleífera Lam no tratamento de

efluente doméstico, não observando alterações significativas no pH.

Dosagens coagulantes das sementes de moringa

0g/L 12,5g/L 25g/L 26g/L 37,5g/L 50g/L 75g/L

pH

7,6

7,8

8,0

8,2

8,4

8,6

8,8 Teste 1

0g/L 12,5gL 25g/L 37,5g/L 50g/L 62,5g/L 75g/L

pH

7,6

7,8

8,0

8,2

8,4

8,6

8,8Teste 2

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89

Braga (2009), também concluiu que a adição dos coagulantes da moringa não

alteraram significativamente os valores de pH em experimento conduzido em reator tipo

UASB, para tratamento de esgoto doméstico.

Os resultados referentes aos parâmetros Cor e Turbidez são mostrados na Figura

4.16

Figura 4.16 - Variação da turbidez e Cor do lixiviado bruto após tratamento com

diferentes dosagens do extrato de sementes de moringa para Testes 1 e 2 .

Verifica-se que a turbidez do Teste 1 evidenciou remoção para todas as dosagens

de extrato de sementes de Moringa estudadas exceto para a de 75 g/L se comparado

com 217 g/L valor este referente ao lixiviado sem adição de moringa. Para as condições

deste lixiviado a dosagem melhor foi a de 37,5 g/L com uma remoção de turbidez em

torno de 82,19 %.

No Teste 2 ocorreu remoção em todas as dosagens estudadas, porém a que se

destacou em remoção, foi novamente a de 37,5 g/l que obteve uma média de 80,64 %

se comparado com o valor inicial de 219 g/L valor este referente ao lixiviado sem

adição de extrato de moringa. As médias apresentadas na Figura 4,16 destacam as

Turb

idez

0

100

200

300

400Teste 1

Turb

idez

0

100

200

300

400Teste 2

Dosagens

0g/L12,5g/L25g/L 26g/L37,5g/L50g/L 75g/L

Cor

0

1000

2000

3000

4000

5000 Teste 1

Dosagens

0g/L 12,5gL25g/L37,5g/L50g/L62,5g/L75g/L

Cor

0

1000

2000

3000

4000

5000Teste 2

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dosagens de 12,5; 25 e 37,5 g/L como as que obtiveram redução para turbidez

utilizando o extrato da semente da Moringa de acordo com o estabelecido na resolução

do CONAMA 357/05 ( Turbidez até 100 mg /L ).

No caso da cor os resultados para o Teste 1 apresentaram uma remoção

significativa em todas as dosagens estudadas, porém o melhor resultado obtido foi para

dosagem de 37,5 g/L com uma remoção em torno de 95,52 %, quando comparado com

3086 g/L de cor para o lixiviado sem adição de extrato de moringa.

No Teste 2 a cor apresentou remoção em todas as dosagens estudadas, mais o

melhor resultado obtido foram para as dosagens de 37,5 g/L e 50 g/L com uma

remoção em torno de 96,65 % e 96,12 % respectivamente, comparado-se com o valor

de 4340,3 g/L da amostra do lixiviado bruto.

Bernardo (2009) verificou que a aplicação da dosagem de 600g/L do extrato da

Moringa oleífera Lam, proporcionou a redução da cor em porcentual igual a 57,50 %,

quando comparada com o efluente bruto. A turbidez foi reduzida na faixa de 85,03 %.

Carvalho (2005) avaliando o uso do extrato de semente de moringa na

clarificação de águas turvas ricas em partículas de óxidos de ferro acumuladas em cava

de Mineração, com uma dosagem de 1000 g/L de extrato obteve 99 % de redução de

turbidez e cor.

Os resultados obtidos no tese de Tukey para os parâmetros de Cor e Turbidez

são apresentados na Tabela 4.16.

Tabela 4.16 - Teste de Tukey dos resultados referentes aos parâmetros Cor e

Turbidez com a utilização do extrato de Moringa oleífera Lam em relação ao Afluente bruto

*Médias seguidas pela mesma letra na coluna, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. As letras (a, b e c) diferem da cada tratamento sendo que a letra (a) e o tratamento melhor em relação a letra (b) que e o tratamento intermediário e ao (c) tratamento inferior.

A análise estatística indica que a cor reduziu significamente para as dosagens

37,5 g/L e 50 g/L em comparação à testemunha, Já a Turbidez apresentou o melhor

resultado para as dosagens 12,5 g/L ; 25 g/L e 37,5 g/L.

Dosagem de Coagulante da Moringa Cor Turbidez 12,5 232,00b 90,00b 25 472,00c 83,00b 26 374,00c 120,70c

37,5 138,33a 39,03a 50 168,00a 118,363b 75 432,67c 317,333c CV 4.94 2,14

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91

Na Figura 4.17 apresenta-se as médias e o desvio padrão da DQO e DBO para os

Testes 1 e 2. Para a DBO, no Teste 1 a melhor dosagem continua sendo a 37,5 g/L com

uma media de 462,2 g/l atingindo uma remoção em torno de 31,42 %

Figura 4.17 - Médias e o desvio padrão da DQO e DBO dos testes 1 e 2

Para DQO não houve remoção em nenhuma das dosagens testadas. O efeito do

coagulante da semente da Moringa na DQO do lixiviado tratado mostra que a

concentração de matéria orgânica aumentou, consideravelmente, a DQO inicial sem o

tratamento com a moringa foi de 2233,8 mg/L, Com a adição do polímero catiônico,

variando as dosagens a DQO teve medias entre 2460,4 e 4984,9 mg/L, um aumento

bastante significativo.

Destaca-se a dosagem de 37,5 g/L como a que obteve a melhor redução na

DBO5 utilizando o extrato da semente da Moringa oleífera Lam se comparado com

valor de 674,3 mg/L da amostra do lixiviado sem adição de moringa.

A média apresentada no Teste 1, também apresenta aumento na DQO

utilizando o extrato da semente da Moringa oleífera Lam se comparado com valor de

DQ

O (m

g/L)

0

2000

4000

6000 Teste 1

0

2000

4000

6000Teste 2

0g/L 12,5g/L 25g/L 26g/L 37,5g/L 50g/L 75g/L

DB

O (m

g/L)

0

500

1000

1500

2000

2500 Teste 1

Dosagens de extrato de sementes de moringa

0 g/L 12,5g/L 25g/L 37,5g/L 50g/L 62,5g/L 75g/L0

500

1000

1500

2000

2500Teste 2

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92

2233,8 mg/L da amostra do lixiviado bruto. Os resultados apresentados para a DQO

mostraram-se condizentes com o esperado, já que a adição da Moringa representa

matéria orgânica sendo adicionada à amostra (NDABIGENGESERE & NARASIAH,

1998).

A DQO do Teste 2 apresenta remoção mínima com a adição das dosagens do

extrato da moringa, mostrando que a concentração de matéria orgânica pode influenciar

no tratamento, a DQO inicial sem o tratamento com a moringa foi de 2645,0 mg/L,

com a adição do polímero catiônico, a DQO teve médias entre 2299,5 e 2598,65 mg/L,

uma remoção de apenas 6,37 %.

O resultado do Teste 2 para DBO5 apresenta remoção apenas para dosagem de

25 g/L com um porcentual em torno de 52 %. As médias apresentadas estão bastante

alteradas para o parâmetro DBO5. Na maioria das pesquisas esse fato esta associado às

substâncias dissolvidas no afluente, principalmente quando provenientes da matéria

orgânica da semente. (GHEBREMICHAEL, 2004).

O comportamento dos ensaios dos Testes 1 e 2 diferenciam entre si tal fato se

deve a concentração dos parâmetros com valores diferenciados.

Bernardo (2009) avaliou a influencia do extrato de sementes de Moringa oleífera

Lam, como coagulante natural de partículas suspensas, na estação de tratamento de

efluentes do Curado – PE, concluindo que, apesar da aplicação do extrato ter sido

positiva nos aspectos de redução do tempo de decantação e diminuição de cor, turbidez

e NMP/100 mL, ocorreu um aumento na DBO e DQO.

Já Kalogo et al. (2001), obtiveram resultados favoráveis para estas variáveis em

reator que recebia 50 mg.L-1 de extrato aquoso de Moringa oleífera. Após o 41º dia de

experimento conseguiram remoções de 73 % para DQO total e 65 % para DQO solúvel

no Tratamento de esgoto doméstico.

Carvalho (2005), usando 1000 g/L do extrato de moringa em águas turvas ricas

em minérios de ferro obteve resultados satisfatórios em alguns parâmetros, porém

demonstrou o aumento para DQO.

Segundo Mallevialle (1984) a adição de coagulantes orgânicos gera produtos

finais indesejáveis devido à incorporação do material orgânico adicional da semente de

moringa podendo haver aumento da carga orgânica o que pode explicar o aumento

causado a DQO.

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93

Os resultados do Teste de Tukey para os parâmetros DQO e DBO são apresentados

na Tabela 4.17. As analises estatisticas indicam que a DQO teve um aumento

significativo para todas as dosagens. Esses resultados podem ter ocorrido

provavelmente em virtude do material orgânico adicional da semente de moringa

havendo um aumento da carga orgânica, o que pode explicar o aumento causado na

DQO. No caso da DBO a dosagem que melhor apresentou redução foi a 37,5 g/L.

Tabela 4.17 - Teste de Tukey dos resultados referentes aos parâmetros DQO e

DBO com a utilização do extrato de Moringa oleífera Lam em relação ao Afluente

bruto. Dosagem de Coagulante da Moringa DQO DBO

12,5 2509,3a 639,60b 25 2462,5a 701,73b 26 2460,4a 635,03b

37,5 3820,2b 462,27a 50 4170,6c 864,37c 75 4985,0c 1332,10c CV 12 5,30

Médias seguidas pela mesma letra na coluna, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. As letras (a, b e c ) diferem da cada tratamento sendo que a letra (a) e o tratamento superior ou seja o melhor tratamento em relação a letra (b) que e o tratamento intermediário e ao (c) sendo o tratamento inferior.

Na Tabela 4.18 são apresentados o comparativo dos resultados da análise laboratorial do Afluente tratado com extrato de Moringa oleífera Lam em relação ao Afluente bruto .

Observando os resultados obtidos, após realização das analises laboratoriais do

lixiviado provenientes de estação de tratamento da Muribeca, verificou-se que a

aplicação do extrato da Moringa oleífera Lam, preparado com 37,5 g do pó da semente,

proporcionou a redução da cor no percentual igual a 96,65 %, quando comparada com o

efluente bruto. A turbidez foi reduzida na faixa de 82,19 %, DBO5 reduziu 31,42 %

quanto ao pH, não foram observadas alterações significativas . Já a DQO, apresentou

um aumento em torno de 51,6 %.

Tabela 4.18 - Comparativo dos resultados da análise laboratorial do Afluente tratado com extrato de Moringa oleífera Lam em relação ao Afluente bruto

Análises obtida no lixiviado tratado com a dosagem de 37,5g/L

Afluente bruto Afluente tratado com o pó da semente

Cor 3086 UHZ 138 UHZ Turbidez 219 NTU 39 NTU

pH 8,2 8,2 DBO 5 674,3 mg/L 462,27 mg/L DQO 2233,8 mg/L 3820,2 mg/L

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94

O aumento causado a DQO e atribuído a composição da semente de Moringa, a

adição de coagulantes orgânicos gera a incorporação do material orgânico adicional no

lixiviado bruto havendo um aumento da carga orgânica, sendo recomendado que as

amostras sejam filtradas após realização dos ensaios ou após preparo do extrato.

No Apêndice 1 são apresentados o comparativo dos resultados das análises de

DQO e DBO do lixiviado, bruto e após tratamento, para as diferentes dosagens do

extrato da Moringa, passando pelo processo de filtração com o objetivo de averiguar a

redução da matéria orgânica proveniente da semente de Moringa já que ocorreu um

aumento significativo para esses parâmetros.

Para o parâmetro odor as amostras analisadas não apresentaram cheiro de gás

sulfidrico (H2S). Após tratamento com a semente de moringa o resultado foi satisfatório

em todas as amostras tratadas ficando estas classificadas com Odor Não objetável.

4.4 Análises de Coliformes Totais e fecais

As análises microbiológicas realizadas após cada ensaio apresentaram resultados

bastante satisfatórios (Tabela 4.19). Quanto à remoção de coliformes totais, houve

diferença relevante em todas as amostras, bem como para a remoção de Coliformes

fecais que mostrou uma grande melhora na remoção com a adição dos coagulantes,

quando comparada com o lixiviado bruto. Os resultados estão de acordo com a

Classificação CONAMA 357/05.

Tabela 4.19 - Resultados das análises laboratoriais do afluente tratado com

extrato de Moringa oleífera Lam para efeitos microbiológico de Coliformes totais (A) e

Coliformes fecais (B)

Dosagens do

extrato

Coliformes

Totais (A)

(NMP/100 ml)

Coliformes

Fecais (B)

(NMP/100 ml)

Características

Lixiviado Bruto 1,1 x 106 1,7 x 105 Pútrido/marrom escuro /pH 8,0

12,5g/L 7,0 x 103 7,0 x 104 Levemente pútrido /Amarelada /pH 8,0

25,00g/L 7,0 x 103 7,0 x 103 Levemente pútrido /Amarelada /pH 8,0

37,50g/L 7,0 x 103 7,0 x 103 Levemente pútrido /Amarelada /pH 7,9

50,00g/L 7,0 x 103 7,0 x 103 Levemente pútrido/ amarelada/pH 8,0

62,5g/L 6,0 x 103 7,0 x104 Levemente pútrido/ amarelada/pH 8,0

75,00g/L 5,0 x 104 7,0 x 103 Levemente pútrido /Amarelada /pH 7,9

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95

Os coliformes fecais e totais foram reduzidos em todas as dosagens empregados

na tratabilidade do Afluente, Na maioria dos testes os coliformes foram reduzidos 97 %.

De acordo com Kalogo et al. (2001), extratos de moringa diminuem o barro e bactérias

contidas em água não tratada.

O efeito do tratamento biológico da Moringa se deve a dois fatores: primeiro,

uma grande parte dos microorganismos fisicamente ligados às partículas em suspensão

na água ficam eliminados junto com o lodo retido. Além dessa propriedade, os

cotilédones da Moringa contêm uma substância antimicrobiana aumentando assim o

tratamento biológico da água (JAHN, 1998).

De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), os Coliformes Totais

e Termotolerantes atuam como indicadores de lançamentos orgânicos, sendo expresso

em densidade, como o "número mais provável (NMP) em cada l00 ml". O grupo

coliforme inclui os bacilos aeróbios, anaeróbios ou facultativos, gram negativos, não

esporulados. Eles apontam a presença de poluição fecal, Enquadrando-se como risco em

águas dos agentes biológicos, (bactérias, vírus, protozoários e vermes).

A Tabela 4.20 apresenta o número máximo de bactéria do grupo coliforme que

pode ser lançado no corpo receptor, de acordo com a Classificação Estadual, conforme

Lei nº 8361 de 26 de Janeiro de 1980, regulamentada pelo Decreto nº 7.269 de 05 de

janeiro de 1981 bem como o número máximo de bactérias coliformes termotolerantes

que é permitido no corpo receptor, segundo a resolução CONAMA 357/05.

Tabela 4.20 - Número máximo de bactéria do grupo coliforme termotolerantes

permitido para lançamento nos rios.

Classificação do

rio

Número máximo de Coliformes Termotolerantes permitido no

corpo receptor NMP/100 ml

Classe Lei Estadual nº 8.361/1981 Resolução CONAMA 357/05

1 1 x 104 2 x 102

2 1 x 105 1 x 103

3 1 x 106 4,0 x 103

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96

4.4.3 Sólidos totais, sólidos voláteis, sólidos fixos

Na Tabela 4.21 são apresentados os resultados para as analises de sólidos totais,

sólidos voláteis, sólidos fixos no lixiviado bruto e para as diferentes dosagens do extrato

da Moringa.

Tabela 4.21 Resultados dos (ST) sólidos totais, (SV) sólidos voláteis, (SF)

sólidos fixos para o lixiviado bruto e para as diferentes dosagens do extrato da Moringa

usada no tratamento do lixiviado do Aterro da Muribeca

Os resultados apresentaram remoção para os sólidos totais e sólidos fixos porem

nos voláteis houve alteração em todas as dosagens. Este aumento dos Sólidos Voláteis

pode ter ocorrido por conta da presença da matéria orgânica da semente. Kalogo et al.

(2001), obtiveram resultados semelhantes para sólidos suspensos.

Os resultados obtidos das análises dos sólidos totais estão dentro da faixa

sugerida por Souto e Povinelli (2007). Segundo Iwai (2005) os lixiviados apresentam,

elevados conteúdo de sólidos totais dissolvidos (cloretos, sulfatos, sódio).

Braga (2009), usando a associação de M.oleífera com cloreto férrico,

demonstrou, ainda, grande melhora na eficiência dos parâmetros físico-químicos

analisados, sempre superiores a 80%, conseguindo avanços expressivos na remoção de

SST e turbidez, demonstrando eficiência no processo de coagulação-floculação.

O aumento e diminuição dos sólidos em relação à composição da Moringa

oleífera Lam é um dos aspectos negativos da utilização de polímeros orgânicos.

Segundo Mallevialle (1984), a adição de coagulantes orgânicos gera produtos finais

indesejáveis devido à incorporação do material orgânico adicional da semente de

moringa havendo um aumento da carga orgânica, o que pode explicar o aumento

causado aos sólidos voláteis.

Dosagem ST mg/L

S V mg/L

S F mg/L

Bruto 7634,50 2042,50 5592,00 37,50g/L 5748,00 3641,00 2107,00 50,00g/L 5512,00 3006,00 2506,00 75,00g/L 5673,00 3127,00 2713,00

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97

4.4.4 Metais do lixiviado do Aterro e após tratamento com diferentes

dosagens do extrato de sementes de moringa

Na Tabela 4.22 são apresentados os resultados das analises de metais do

lixiviado bruto e após tratamento com diferentes dosagens do extrato de sementes de

moringa

Tabela 4.22 Resultados das análises de metais do lixiviado bruto e após

tratamento com diferentes dosagens do extrato de sementes de Moringa

*Media de duas repetições

Normalmente é encontrada grande variedade de metais pesados em lixiviados

de aterros de resíduos sólidos, como zinco, cobre, cromo, Ferro e manganês. Porém, as

concentrações destes metais nas amostras dos lixiviados do aterro da Muribeca são

baixas correspondendo aos padrões da resolução do CONAMA 357/2005.

O Ferro foi o que apresentou maior concentração nas amostras do lixiviado

analisado, apresentando uma caracterização média entre 11,5 a 12,6 mg/L. Tal fato pode

estar relacionado a lixiviação do solo de cobertura das células pela permeação da água

de chuva (OLIVEIRA e JUCÁ, 2004).

Com base nos resultados pode-se afirmar que a atenuação dos níveis de metais

presentes nos líquidos percolados à medida que é submetido ao tratamento com o

extrato de semente moringa apresenta uma tendência ao decréscimo, em relação ao

afluente bruto para o Zn (9 %), Cu (33 %), Fe (86,50 %) e Mn (82 %) pelo extrato de

semente de Moringa oleífera Lam no lixiviado, quando considerado a taxa de 37,5 g/L

do extrato.

Os valores de padrões de qualidade, exigidos para um determinado corpo de

água da classe III (CONAMA 357/2005), considerados neste trabalho, e dos valores

médios de duas repetições para o lixiviado bruto e tratado se enquadram nos padrões de

lançamento de efluentes.

Tratamento Zn Cu Cr Fe Mn Dosagem -----------------------------(mg/L)----------------------------- Extrato de semente de moringa Bruto 0,099 0,015 0,004 12,6 0,237 12,5g/L 0,092 0,011 ND 1,413 0,022 37,5g/L 0,090 0,010 ND 1,717 0,042 75g/L 0,089 0,010 ND 1,520 0,046

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98

Carvalho (2005) também encontrou resultados semelhantes ao analisar a

utilização do extrato de semente de Moringa oleífera Lam no tratamento de águas

turvas avermelhadas ricas em partículas de óxidos de ferro obtendo diminuição das

concentrações de ferro e manganês na água.

Na Tabela 4.23 estão apresentadas as concentrações máximas dos metais pesados

exigidas na Resolução CONAMA Nº 357/05 para o lançamento de efluentes em corpos

hídricos.

TABELA 4.23 Concentrações de metais pesados de acordo com os padrões de

lançamento de efluentes do CONAMA 357/05 (mg/L).

Metais pesados Fe Mn Zn Cr Cd Cu Pb Ni Concentrações (mg/L) 15 1,0 5,0 0,5 0,2 1,0 0,5 2,0

No Apêndice 2 são apresentadas a análise de viabilidade do uso da Moringa

oleífera Lam no tratamento simplificado de lixiviado, implantação da cultura de

Moringa e o investimento inicial para implantação da unidade de beneficiamento do

extrato da semente de Moringa.

.

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99

CAPÍTULO 5. SÍNTESE DOS PRINCIPAIS RESULTADOS,

CONCLUSÃO E SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

Os resultados obtidos nos testes analíticos realizados nos solos, nos líquidos

percolados, no tecido vegetal da moringa e no lixiviado tratado, dentro das condições

em que foi desenvolvido o experimento permitem fazer as seguintes conclusões:

Quanto às propriedades Físicas e Químicas do solo

A percolação da água e do lixiviado não alterou a composição granulométrica

dos solos, solo natural irrigado com a água em lisímetros (SNAL), solo contaminado

irrigado com água em lisímetros (SCAL) e solo contaminado irrigado com lixiviado em

vasos (SCLV). Os limites de liquidez e o índice de plasticidade tiveram pequenas

alterações após percolação da água e do lixiviado nos tratamentos com solo, SNAL,

SCAL e SCLV.

O Solo Natural após percolado por água no lisímetro apresentou Saturação por

bases muito próximo de 50 % no topo da amostra. No Solo Contaminado após

percolado por água e Lixiviado passou praticamente de ácido para neutro.

A barreira reativa permeável composta nos tratamentos com solo, SNAL, SCAL

e SCLV, mesmo havendo remoção de Cor, DQO e DBO, apenas a Turbidez (78 NTU)

do SNAL, Turbidez (82 NTU) do SCAL e o pH estão dentro do limite (Turbidez:100 e

pH entre 5-9) permitido pelo CONAMA 357/2005.

Quanto aos líquidos percolados nos lisímetros e vasos

Os lixiviados drenados obtiveram média de remoção de Cor (92 %), Turbidez

(53 %), DQO (63 %) e DBO (33 %) no SNAL, Cor (94,85 %), Turbidez (58,80 %),

DQO (55,53 %) e DBO (53,86 %) no SCAL e Cor (94,60 %), Turbidez (52 %), DQO

(51,32 %) e DBO (61,60 %) no SCLV, no entanto os valores foram superiores aos

valores permitidos pela resolução do CONAMA 357/2005.

As propriedades físico-químicas dos líquidos utilizados para irrigação do solo

mostraram influência na interação com o solo. Mesmo de forma lenta os líquidos de pH

alcalino mostraram uma tendência a se tornar neutro.

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100

Quanto ao desenvolvimento da Moringa

A Moringa oleífera Lam cultivada em solo contaminado teve rendimentos

superiores aos da testemunha (SNAL), em termos de desenvolvimento vegetativo, em

ambos os tratamentos não foram observados sintomas típicos de toxicidade por metais

pesados.

Quanto ao potencial da Moringa como Fitorremediação

As concentrações de metais pesados obtidas nas plantas cultivadas nos solos

Natural, Contaminado irrigado com água e contaminado irrigado com lixiviado foram

maiores para as concentrações de Fe, Mn e Zn, na parte aérea e na parte radicular

apenas nas plantas do Contaminado.

A espécie florestal Moringa oleífera Lam, teve alta taxa de crescimento,

produziu muita biomassa e o sistema radicular excelente. Esses resultados são

características de plantas que se prestam a fitorremediação de metais.

A Moringa em lisímetros acumulou grandes quantidades Zn nas Folhas para o

SNAL (100 %) e SCAL ( 65 %), para o caule do SNAL ( 77 %) e SCAL (31,60 %) e

Raiz do SNAL (100 %) e SCAL (60,86 %), em concentrações maiores do que as

encontradas no solo, características de plantas acumuladoras.

A Moringa em vasos acumulou altas concentrações Zn nas Folhas do SNAV (

88%), SCAV,( 59 %), SCLV (52 %), no caule do SNAV ( 78 %), SCAV( 32,60 %),

SCLV(32,60 %) e na Raiz do SNAV(83 %), SCAV(61 %) e SCLV( 32,60 %), sendo

superior a 1% do Zn total presente no solo, logo poderão ser consideradas

acumuladoras.

A espécie Florestal Moringa oleífera Lam pode ser utilizada para recuperação

de solo contaminado de aterro sanitário através da Fitorremediação.

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101

Quanto ao lixiviado tratado

O coagulante natural da semente de Moringa oleífera Lam apresentou alta

capacidade de remoção dos parâmetros Cor, turbidez, e Coliformes do lixiviado, com

média de remoção entre 96,65 %, 82,19 %, e 97 %; os valores de pH não foram

alterados.

No caso da DQO e DBO, houve um aumento em relação ao valor inicial, sendo

este acréscimo mais acentuado devido à adição de matéria orgânica presente no extrato

da semente de Moringa oleífera Lam.

Apesar da aplicação do extrato de Moringa oleífera Lam, ter sido positiva para

os parâmetros Cor, Turbidez, pH, Odor e DBO5 sendo que o aumento causado a DQO,

nos leva a recomendar uma etapa de filtração ou decantação para que possamos

recomendar com maior segurança a utilização do extrato das sementes de Moringa

oleífera Lam como coagulante natural das partículas suspensas no tratamento de

Afluentes de Aterros sanitários.

Segundo o CONAMA 357/05 que limita a DBO5 em 60 mg/L-1 como padrão

de lançamento de efluentes tratados, em corpo receptor, e o tratamento natural

ocasionado pelo extrato da semente da Moringa oleífera Lam não foi satisfatório no

atendimento a este parâmetro porém e indicado como pré-tratamento do Lixiviado.

Houve a remoção dos metais pesados de Zn (9 %), Cu (33 %), Fe (86,50 %) e

Mn (82 %) pelo extrato de semente de Moringa oleífera Lam no lixiviado.

A dosagem de 37,5 g/L; do extrato da semente de Moringa oleífera Lam foi a

que apresentou maior eficiência para o pré-tratamento do lixiviado.

O extrato das sementes de Moringa oleífera Lam tem potencial para o pré-

tratamento do lixiviado de aterros sanitários.

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102

5.1 CONCLUSÕES

A espécie florestal Moringa oleífera Lam, teve alta taxa de crescimento,

produziu muita biomassa e o sistema radicular excelente. Essas variáveis caracterizam

essa espécie como alternativa potencial para o uso na fitorremediação.

A partir dos resultados obtidos, pode-se perceber que esse tratamento simples

pode ser utilizado como alternativa viável para a melhoria da qualidade dos lixiviados

de aterros sanitários já que estes após tratamento são enviados para o efluente local. E

conseqüentemente melhorar a qualidade destes diminuindo o número de doenças de

veiculação hídrica e colaborando para o desenvolvimento sustentável respeitando o

meio ambiente e conseqüentemente o Homem.

O extrato da Moringa, uma vez que adiciona matéria orgânica presente na

semente, favorece o aumento da DQO e DBO, sendo recomendado a adição de uma

etapa de filtração ou decantação, para o tratamento do lixiviado

Considerando os resultados das análises existe viabilidade da espécie Moringa

oleífera Lam de recuperação de solo contaminado através da Fitorremediação, bem

como potencial de suas sementes, na forma de extrato, para o pré-tratamento do

lixiviado de aterros sanitários;

5.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

Realizar procedimento experimental de campo com Moringa oleífera Lam para

verificar o comportamento da planta em várias etapas do seu desenvolvimento na

recuperação de aterros de resíduos sólidos.

Realizar procedimento experimental em escala real com o extrato da semente de

Moringa na estação de tratamento do lixiviado do aterro sanitário. Realizar estudos com outras plantas e outros metais para verificar o

comportamento das espécies florestais na recuperação de aterros de resíduos sólidos.

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Apêndice 1

Na Tabela A1 são apresentados o Comparativo dos resultados das analises de

DQO e DBO do Lixiviado bruto e após tratamento, submetido a filtração ou não, para

as diferentes dosagens do extrato da Moringa para redução da matéria orgânica

adicional da semente de Moringa

Tabela A1 Resultados das análises de DQO e DBO do lixiviado bruto e após

tratamento com diferentes dosagens do extrato de sementes de Moringa filtrada para

redução da matéria orgânica adicional da semente de Moringa

Os resultados das análises de DQO e DBO após tratamento quando filtrada reduz

em 74,29 % a DBO e 25 % a DQO. A aplicação do extrato de Moringa oleífera Lam,

aumenta aos parâmetros devido a adição de matéria orgânica da semente, porém quando

filtrado esses parâmetros as análises resultam em resultados mais positivos,vale ressaltar

que não foram feito repetições dessas análises.

Para que possamos recomendar com maior segurança a utilização do extrato das

sementes de Moringa oleífera Lam para os parâmetros de DQO e DBO devem ser feitas

com repetições sendo que as análises ao final sejam filtradas.

Tratamento DQO DQO (filtrada)

DBO DBO (filtrada)

Dosagem -----------------------------(g/L)----------------------------- Extrato de semente de moringa Bruto 2244,1 x 1307,4 x 12,5 g/L 2246,9 1676,5 1298,1 334,0 37,5 g/L 2309,7 1739,1 1310,3 336,2 50 g/L 2402,9 1814,1 1319,8 440,6

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Apêndice 2

ANÁLISE DE VIABILIDADE DO USO DA MORINGA OLEÍFERA LAM

NO TRATAMENTO SIMPLIFICADO DE LIXIVIADO

Para um Aterro Sanitário que produz 16000/L por dia de Lixiviado, são

necessários 16 x 37 = 592 k de sementes

Como cada árvore produz em média 5.0 kg de polpa da semente por semestre

vão ser precisos (5,67 kg de sementes), 2664 arvores por ano em 8 hectares pra tratar o

lixiviado.

A implantação da cultura de Moringa envolve atividades como:

• Coleta das sementes e preparo do viveiro;

• Preparo do terreno, bem como, com a plantação das mudas de Moringa;

• Trato cultural da planta, tais como, irrigação, adubação e podação;

• Colheita das vagens e seu transporte até a unidade beneficiadora de polpa e

depois para ET - Estação de Tratamento.

Investimento inicial para implantação da unidade de beneficiamento da

Moringa na Tabela A3

Especificação Quantidade Valor Unitário (R$) Valor Total (R$)Construção civil - galpão (50m²) 01 20.000,00 20.000,00 Balança de chão para 300 kg 01 5.000,00 5.000,00 Carro de mão 01 100,00 100,00 Despolpadeira de 500 kg/h 01 7.250,00 7.250,00 Câmara fria para armazenamento das sementes (ar – condicionado)

01 1000,00 1.000,00

Câmara fria para armazenamento do produto final (extrato) *

01 1.500,00 1.500,00

Tanque com capacidade de 500 kg** 02 500,00 1.000,00 Desumificador 01 250 250,00 Total 36.100,00

* Câmara fria para armazenamento do produto final (extrato) só se faz necessário se não for produzir o extrato todos os dias.

**Tanque em inox ou de azulejo para espera e suporte até ser levada a lagoa de tratamento, capacidade 500L.